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知识网络
结构与设计
认识结构
探析稳固的结构
设计简单的结构
欣赏经典的结构
含义
类型
受力
稳定性
强度
功能
主要因素
草图
制作
技术
文化
二 探析稳固的结构
目标:
1、会分析影响结构的稳定性和强度的主要因素
2、会写结构稳定性和强度测试的技术试验报告
3、理解结构与功能的关系
台风引起的不稳定现象
1.结构的稳定性
定义
它是结构的重要性质之一
结构的稳定性是指结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。
1.结构的稳定性
影响结构稳定性的主要因素
影响结构稳定性的因素有多种，主要有三大因素：
（1）重心位置的位置
（2）结构与地面接触所形成的支撑面的大小
（3）结构的形状
1.结构的稳定性
注意：结构重心所在点的垂线落在结构底面的范围内，就是稳定的，否则就不稳定。
履带式小轿车
重心低，稳定性好
1.结构的稳定性
木雕圆桌、圆凳 支撑面积大 摆放稳定
1.结构的稳定性
双脚支撑轻骑车
单脚支撑自行车
1.结构的稳定性
静态的物体与动态物体稳定条件不一样
　　 运动状态下与静止状态下物体的稳定条件有所不同。高空走钢丝手持长杆
1.结构的稳定性
增强结构稳定性的方法
（1）减低重心、使重心落在支撑面内
（2）增大结构与地面接触所形成的支撑面的大小
（3）改变结构的形状、加支撑
（4）地面加固
1.结构的稳定性
结构的强度(Strength)是指结构具有抵抗被外力破坏的能力。
海啸
大坝
2.结构的强度
影响结构强度的主要因素
影响结构强度的因素有多种，主要有三大因素：
（1）结构的形状
（2）使用的材料
（3）构件之间的连接方式
2.结构的强度
拔河
绳子的强度
2.结构的强度
普洱地震
唐山地震
2.结构的强度
问题：
2008年5月12日14点28分在我国四川省汶川地区发生了特大级的地震灾害导致大量的建筑物倒塌，根据结构的强度来分析，影响结强度的因素有（ ）
A、结构的体积 B、结构的材料和体积 C、结构的材料、结构的形状和结构的连接方式 D、结构的材料和结构的重心高低以及结构的体积
结构的强度与结构的形状、使用的材料、构件之间的连接方式等因素有密切的关系。
交叉搭建增加结构强度
2.结构的强度
铝合金A字形梯
2.结构的强度
结件连接方式
结构的强度与结构的形状、使用的材料、构件之间的连接方式等因素有密切的关系。
2.结构的强度
结构形状
各种形状的横截面构件，所承受力的程度是不一样的。
三角形是框架结构最基本的形状之一，结实、稳定、材料最少。在四边形、六边形构件中，加上三角形支撑件，就可大大增加构件的牢固程度。
2.结构的强度
在结构设计中必须考虑到所使用的材料,如钢、木、石、化工材料等等，不同的材料就有不同的强度。
2.结构的强度
不同材料构成的结构，其强度各不相同。有抗拉力、压力、剪切力和扭曲力性能的，所以在不同结构不同要求中，选择不同特性的材料。
梁的示意图
压力
拉力
跳板材料
2.结构的强度
钢筋混凝土梁中混凝土主要是起着抗压的作用，而钢筋主要是起抗拉的作用，如下图，楼板和阳台的加固钢筋位置都安装正确的是（ ）
问题
结构构件的连接
铰连接：被连接的构件在连接处不能相对
移动，但能相对转动。
2.结构的强度
刚连接：被连接的构件在连接处既不能相 对移动，也不能相对转动，具体有榫接、胶接、焊接等。
榫接
胶接
焊接
2.结构的强度
问题：
陈成家里的纱窗门用久后发生了变形，请用你学过的知识，对其进行了加固处理。
问题：
下图是两位同学制作的筷子支架结构。为什么右边这个只能支撑一个5千克的铅球，而左边这个却能支撑两个共8千克的铅球？请分析原因。
问题：
分析：因为结构的强度与结构的形状有关。
左边的结构内部有三角形支撑结构，所以它的
强度更强，能支撑2个铅球。而右边结构的内
部没有三角形支撑结构，所以它只能支撑1个
铅球。左边的结构更加稳定，因为它的支撑面
积比右边的大。
技术评价题
下面是三种牛奶包装盒，请从人机关系、成本、稳定性、环保、加工难易等方面进行评价。如从人机关系、成本、稳定性、环保四个方面综合考虑你认为哪种产品好（在表格中的括号中打“√”）？
A B C
技术评价题
下面是三种牛奶包装盒，请从人机关系、成本、稳定性、环保、加工难易等方面进行评价。如从人机关系、成本、稳定性、环保四个方面综合考虑你认为哪种产品好（在表格中的括号中打“√”）？
A B C
品
种
评
价
角
度
A
（ ） B
（ ） C
（ ）
人机关系 饮用时不方便
成本 成本高
稳定性 稳定性较好
环保 能回收，较环保
加工难易 加工方便
技术试验题
小方同学的学校宿舍阳台上没有晾衣架，于是他自己设计了一个简易晾衣架，并安装使用（如图所示）。小方同学用竹杆作为晾衣杆，用铁丝固定绳与拉钩，铁丝与阳台顶层用水泥钉采用刚连接方式固定。请你设计一个简单的试验方案，检测小方设计的简易晾衣架的强度。
试验名称：　　　▲ 　　　 　　　
试验目的： 　　　▲ 　　　 　
试验准备： 　　　▲
试验步骤： 　　　▲
技术试验题
小方同学的学校宿舍阳台上没有晾衣架，于是他自己设计了一个简易晾衣架，并安装使用（如图所示）。小方同学用竹杆作为晾衣杆，用铁丝固定绳与拉钩，铁丝与阳台顶层用水泥钉采用刚连接方式固定。请你设计一个简单的试验方案，检测小方设计的简易晾衣架的强度。
试验名称：晾衣架的强度试验
试验目的：测试晾衣架的强度
试验准备：晾衣架，重物
试验步骤：
（1）晾衣杆抗弯曲试验：在晾衣杆中间处挂重物，观察晾衣杆的弯曲变形情况，并作记录。（或将一端顶在墙角，另一端用手用力使它弯曲，观察晾衣杆的弯曲变形情况，并作记录。）
（2）拉钩抗拉强度试验：在拉钩上挂重物，观察拉钩的变形情况，并作记录。
（3）连接处抗拉强度试验：在拉钩上挂重物，观察连接处是否松动或脱离，并作记录。
增强结构强度的方法
（1）改变结构的材料
（2）改变结构的形状
（3）改变结构构件的连接方式
2.结构的强度
车顶支架
单车车轮
书架和椅子
2.结构的强度
盛载食物的盒子
凹凸坑纹，令结构更坚固。
2.结构的强度
结构不仅是事物存在的一种形式，而且对事物的功能和作用产生着直接影响。结构的变化可能导致功能的变化。
3.结构与功能
3.结构与功能
残疾人专用电动车
3.结构与功能
结构对事物的功能和作用产生着直接影响，结构的改变可能导致功能的变化
3.结构与功能
请根据所学知识设计一辆冰上自行车！
探究
请根据所学知识设计一辆雪地自行车！
探究
请根据所学知识设计一辆雪地自行车！
探究
请根据所学知识设计一辆雪地自行车！
探究
结构不稳定性的应用
候风地动仪
3.结构与功能
魁北克大桥的坍塌。
大桥坍塌的原因是什么？
——擅自改变桥的结构。
设计师在没有对桥梁的关键部位做相应加固的情况下大桥坍塌的原因是设计师在没有对桥梁的关键部位做相应加固的情况下，擅自将原来的500m的桥长延长到了600m，造成了大桥南端制动臂上的压力索发生弯曲，从而导致整个上层结构的倾塌。
3.结构与功能
1、影响结构稳定性的主要有三大因素：
（1）重心位置的位置
（2）结构与地面接触所形成的支撑面的大小
（3）结构的形状
2、影响结构强度的主要有三大因素：
（1）结构的形状
（2）使用的材料
（3）构件之间的连接方式
3、结构不仅是事物存在的一种形式，而且对事物的功能和作用产生着直接影响。结构的变化可能导致功能的变化。
小 结
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