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(共40张PPT)
第一章 结构与设计
第一节 认识结构
1.了解结构
结构(structure)——事物的各个组成部分之 间的有序搭配和排列
①自然界 ②技术领域 ③社会领域
无处不在的结构
长城
艾菲尔铁塔
赵州桥
蜂巢
无处不在的结构
沙丘
蜘蛛网
乱石
面包树
仓库建造结构图
305
206
204
悉尼歌剧院
罗浮宫
雪 花 结 构
1.了解结构
蜜蜂是自然界中卓越的建筑大师，蜂巢的结构精巧又美观。蜂巢由成千上万间蜂房组成，每间蜂房都是大小相等的六棱柱体。这种结构用材最少而容积最大，具有坚固、节省材料、自重轻等优点。
1.了解结构
蜘蛛网具有独一无二的机械强度和弹性。使得其成为人们所知道的最牢固的材料，受此启发，人们研制出如蜘蛛丝一样的高强度纤维，用这种纤维做成的复合材料可以用来做防弹衣、防弹车。
1.了解结构
长城
长城是中华民族的骄傲与象征，是世界伟大的古代建筑奇迹之一。长城西起甘肃嘉峪关，东至河北山海关，全长约6300Km。长城以悠久的历史，浩大的工程，雄伟的气魄著称于世。长城是砖筑实体结构。
艾菲尔铁塔
比萨斜塔
应县木塔
1.了解结构
山西应县佛宫寺木塔是世界上现存古代最高的木质框架结构建筑。始建于1056年，塔高67米,整个木塔共用红松木料3000立方，约2600多吨重，纯木结构，无钉无铆。经历近千年的风雨、地震的考验，仍然完整地屹立着。
应县木塔
1.了解结构
1.了解结构
赵州桥
赵州桥是中国现存最著名的古代石拱桥，建于公元596～605年，全长64.4m，拱顶宽9m。为弧形单孔石拱桥，结构坚固，雄伟壮观。
通过以上结构的欣赏，思考如下问题：
它们有什么共同特点？
它们在受到外力的作用时，有没有发生明显的形变？
1.了解结构
结构必须要能承受其功能所需的外力
结构在外力的作用下能抵抗一定的变形
魁北克大桥
这座大桥本该是美国著名设计师特奥多罗.库帕的一个真正有价值的不朽杰作。库帕曾称他的设计是“最佳、最省的”。
库帕自我陶醉于他的设计，而忘乎所以地把大桥的长度由原来的500米加到600米，以成为当时世界上最长的桥。
正当投资修建这座大桥的人士开始考虑如何为大桥剪彩时，人们忽然听到一阵震耳欲聋的巨响--大桥的整个金属结构垮了：19000吨钢材和86名建桥工人落入水中，只有11人生还。
由于库帕的过份自信而忽略了对桥梁重量的精确计算，导致了一场悲剧。
魁北克大桥的坍塌
结论:结构影响着它们的性质和功能,结构方面存在的一个小问题也许就会导致重大事故的发生。
思考：大桥坍塌的原因是什么？
擅自改变桥的结构。
　　
2.结构与力
结构是指可承受一定应力的物体形态，结构可以抵抗能引起形状和大小改变的力。
一个较复杂的结构由许多不同的部分组成，这种组成部分通常称为构件。
结构
构件
应力：单位横截面积上所受的内力
椅背
椅面
椅腿
横档
2.结构与力
椅子由哪些构件组成？
椅腿和椅背受压力、横档受拉力
椅子如何承受力？
一个火腿肠，如何在中间截为两段？
用工具：（1）刀切开
（2）剪刀剪开
空手：（3）掰弯
（4）扭断
（5）拉断
实践活动1
实践活动1：力的基本类型（效果）
要求：对手里的泡沫条施加力的作用（参照教材P07），找出会有哪些形变，讨论并完成表格。（时间5分钟）
实践活动1：力的基本类型
分类 图例 形变特点 常见实例
拉伸形变，构件被拉长截面变小
拉力
压力
弯曲力
剪切力
扭曲力
起吊重物的钢索 拔河的绳子
订书机
压路机
弓箭
钓鱼竿
剪纸
剪草坪
压缩形变，构件被压缩截面变大
横截面将沿外力作用方向发生错动
任意横截面发生相对转动
纵向平面内发生弯曲
拧螺丝刀
拧干衣服
知识运用
1、说出横杠和支柱分别受什么力？
横杆受弯曲力
支柱受压力
①弯曲力
②受拉力
2、指出如图所示构件①和②的主要受力类型。
提问:梁只是由混凝土材料构成的吗
一般的构件都受到多种力的同时作用
压力
拉力
杠精的应用
3.结构的分类
知识运用
实体结构
请同学们对下图的物体进行结构的分类。
实体结构：结构体本身是实心的 。
受力特点：外力分布在整个体中，
利用自身来承受荷载，主要承受
压力，如实心墙，大坝。
知识运用
框架结构
请同学们对下图的物体进行结构的分类。
框架结构：结构体由细长的构件组成的结构
受力特点：即能承受竖向重力荷载，也能承受水平方向的荷载，如铁架塔，建筑用脚手架，厂房的框架
知识运用
壳形结构
请同学们对下图的物体进行结构的分类。
壳体结构：通常是指层状的结构
受力特点：外力作用在结构体表面上，当壳顶部受到压力时，能将力均匀分散，如摩托车手的头盔，飞机的外壳，贝壳。
知识应用
组合结构
请同学们对下图的物体进行结构的分类。
3.结构的分类
要求：分组完成三种结构的试验（参照教材P09），总结三种结构的特点，并填入学案对应的表格。（时间4分钟）
实体结构承重和撞击试验
框架结构按压和拉伸试验
纸桥承重试验
主要受压力
实体结构利用自身来承受荷载，主要承受压力。
框架结构通过条状物的连接来承受荷载，既可以承受压力，也可以承受拉力。
壳体结构通过壳形来传递力，特别当壳体顶部受到压力时，它能将力均匀扩散。
3.结构的分类
鸡蛋为什么能承受那么大的压力？
练习：分析物体结构的类型
物体结构 实体 框架 壳体 组合
栅栏
圆形陶瓷装饰品
冰山
建筑的穹顶
钢化玻璃锅盖
竹排
汽车外壳
人的头盖骨
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古罗马斗兽场
4.来自结构的创造灵感
苍耳子
蜂窝轮胎
尼龙搭扣
峰巢
4.创意结构
反向伞
普通雨伞
车门缝开超大才可以开收伞，车子、身子会淋湿。
最小空间开启，只需小小的门缝就可以开收伞。
结构 千变万化
创意 永无止境
4.创意结构
5.课堂小结
结构
与力
了解
结构
结构的分类
认识结构
6.课后作业
利用课下准备的材料搭建一个人字梯和伸缩挂衣架，认识它们的结构，并对构件进行受力分析，为学习下节探究结构做好准备。
感谢聆听！

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