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【新课标●新课堂】第1节 建筑结构与功能（第2课时）同步作业
（教师版）
1.关于结构的功能，下列说法不正确的是（ ）
A. 所有结构的主要功能都是承受力
B. 有些结构的功能是为了分隔空间，如墙壁
C. 有些结构的功能是为了美观，如雕塑
D. 结构的功能与其形状和材料密切相关
【答案】A
【解析】结构的功能多样，除了承重，还有分隔、美观、导向等。
2.在设计一个能承受重物的纸桥时，我们应该优先考虑的因素是（ ）
A. 桥的美观程度 B. 桥的材料成本 C. 桥的承重能力和稳定性 D. 桥的建造速度
【答案】C
【解析】纸桥的核心功能是承重，所以应优先考虑。
3．如图所示三脚凳,若凳脚粗细、支例5撑面形状面积都相同,从稳定性角度考虑,其中最合理的是( )
【答案】C
【解析】凳脚粗细、支撑面形状面积都相同，所以提高结构的稳定性就需要考虑重心的高低情况,选项C重心最低,符合题意
4.2024年9月27 日凌晨，榕山长江大桥 正式开放交通，长江上再增一条过江通道，大桥 惠及沿线30余万群众，大桥总长1513米，其中 主桥长1055米，桥面上的斜拉钢缆与桥面呈 三角形结构，这是利用了 ( )
A. 三角形的对称性 B. 三角形的稳定性 C. 三角形的灵活性 D. 三角形的全等性
【答案】B
【解析】如题图所示的榕山长江大桥桥面上的斜拉钢缆与桥面呈三角形结构，这是利用了三角形具有稳定性，故只有B选项正确，故选 B。
5.房屋、桥梁、塔等各种建筑都有结构。关于结构一词,下列说法中不正确的是（ ）
A.结构指组成事物的各部分之间的有序搭配和空间排列
B.结构存在于人类创造的各种事物中,而自然界中并不存在
C.不同的事物往往具有不同的结构
D.不同的结构具有不同的功能
【答案】B
6.结构能够承受一定的力,能够通过形变来抵抗力的作用。每个结构都需要承受一定大小的力的作用。下列说法中,正确的是（ ）
A.用相同的材料制作的不同形状的结构,能够承受力的大小相同
B.用不同的材料制作的形状相同的结构,能够承受力的大小相同
C.由于自身重力的原因,将钢材竖直放置时长度会一定程度缩短
D.横梁水平放置时承受竖直方向的力,横梁的下侧产生压缩形变
【答案】C
7.结构的稳定性指结构在外力的作用下维持其原有的平衡状态的能力。为增强建筑结构的稳定性,下列说法中，正确的是（ ）
A.建筑结构的重心越低、支撑面越大,其结构越稳定
B.混凝土同时具有较好的抗压性和抗拉性
C.四边形结构通过增加竖杆的数量可增强其稳定性
D.混凝土中加入钢筋可增强抗压性以提升其强度
【答案】A
8.三角形结构的最大优点是具有__________，而四边形结构容易__________。
【答案】稳定性、变形（或不稳定）
9.影响结构强度和稳定性的因素有：材料的__________、结构的__________、构件的__________和连接方式等。
【答案】种类、形状、连接方式 (顺序可互换)
10.探究题：材料的厚度与强度的关系
提出问题： 材料的厚度会影响它的强度吗？
你的假设： ____________________________________________________
实验材料： 不同厚度的卡纸（如1mm、2mm、3mm）、几本一样高的书、垫圈若干。
实验步骤：
（1）取最薄的卡纸，剪成相同宽度的纸条（如2厘米宽）。
（2）将纸条两端分别搭在两本书上，保持悬空。
（3）在纸条的中间位置，一个一个地挂垫圈，直到纸条断裂，记录下垫圈的数量。
（4）换用中等厚度和最厚的卡纸，重复步骤1-3。
实验现象： ____________________________________________________
实验结论： ____________________________________________________
思考：在建筑中，我们如何根据需要选择不同厚度的材料？
【答案】你的假设： 材料的厚度会影响它的强度，材料越厚，强度越高。
实验现象： 最厚的卡纸能承受的垫圈数量最多，中等厚度的次之，最薄的最少。
实验结论： 在材料种类和宽度相同的情况下，材料的厚度越大，其强度越高，能承受的重量也越大。
思考： 在建筑中，对于需要承受巨大压力的部分（如建筑物的地基、承重墙），我们会选择更厚、强度更高的材料；而对于非承重部分（如室内隔断），则可以选择较薄的材料以节省成本和空间。
11.建筑结构除了框架结构、壳体结构、实体结构外,常见的分类还有混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构、剪力墙结构等类型,每种结构具有不同的材料特性和适用场景。主要建筑结构类型及特点如下:
①混凝土结构:包括素混凝土、钢筋混凝土及预应力混凝土结构,特点是抗压性能强、耐久性高,但自重大，施工周期长,抗拉性能较弱。
②砌体结构:以砖、石或混凝土砌块砌筑,成本低且耐腐蚀,常见于多层住宅和办公楼。局限性:强度低、抗震性差,施工效率低。
③钢结构:以钢材为主,具有轻量化、施工快的优势。需注意防火防锈,成本较高。
④剪力墙结构:依靠钢筋混凝土墙体承重,侧向刚度大(在水平方向上耐受力强)。
（1）桥墩、水坝等建筑常用__________结构来建造,原因是______________________________
（2）体育馆等大跨度建筑及高层建筑可采用______________结构来建造。
（3）高层住宅需要考虑抗风抗震,常用_______________结构来建造。常用这种结构建造高层建筑的承重墙,原因是_____________________________________________________________
【答案】(1)混凝土 这类建筑需要较强的抗压性能 (2)钢 (3)剪力墙 钢筋混凝土墙体承重能力强,侧向刚度大 11.A 12.D 13.(1)六角柱体 (2)用料少、空间利用率高 (3)航天飞机、宇宙飞船等航天器(合理即可)
12.国家游泳中心,又名“水立方”“冰立方”,位于北京市朝阳区北京奥林匹克公园内,“水立方”的墙面与屋顶采用3万多个钢质构件构成的框架,外围包裹着形似水泡的ETFE膜。于2008年1月正式竣工,2020年11月27日,国家游泳中心冬奥会冰壶场馆改造工程通过完工验收,“水立方”变身为“冰立方”。国家游泳中心是2008年北京奥运会的精品场馆和2022年北京冬奥会的经典改造场馆,也是唯一一座由港澳台同胞、海外华侨华人捐资建设的奥运场馆,曾被评为“中国十大新建筑奇迹”。试从“绿色、科技、人文”的角度说明其建筑理念与功能是如何相结合的。
【答案】“水立方”的外围包裹着形似水泡的ETFE膜，既隔热又透光,既能利用太阳能来提高泳池水温和室温,又能利用自然光线解决白天的照明问题,起到节能的目的;ETFE膜具有防火功能;“水立方”与圆形的国家体育场(“鸟巢”)相互呼应,相得益彰,体现了“天圆地方”的中国传统文化思想。(合理即可)
13.蜂窝结构是覆盖二维平面的最佳拓扑结构。蜂窝结构是蜂巢(如图所示)的基本结构,是由一个个同样大小且相同形状的单房、房口全朝下或朝向一边、背对背对称排列组合而成的一种结构。这种结构有着优秀的几何力学性能,因此在材料领域中有广泛应用。请回答下列问题:
（1）蜂窝的每一个蜂房都是_________________形状的,使得每一个蜂房都被其他蜂房包围。
（2）蜂窝的这种结构非常精巧,其最突出的优点是____________________________________
（3）蜂房的精妙结构不仅令自然学家们叹为观止,更激发了科学家们的浓厚兴趣。通过深入探索,科学家们意外地发现并开发出一种具有蜂窝结构的新型材料,在工程领域中，这种材料在隔音、隔热、导流、电磁屏蔽以及缓冲吸能等方面展现出广泛的应用潜力。请举例说明:
______________________________________________________________________________
【答案】（1）正六边形； （2）以最少的材料获得最大的空间且稳定性好； （3）建筑物墙体采用该材料用于隔音隔热；汽车保险杠采用该材料用于缓冲吸能（合理即可）。
【解析】蜂窝结构是覆盖二维平面的最佳拓扑结构。蜂窝结构是蜂巢（如图所示）的基本结构，是由一个个同样大小且相同形状的单房、房口全朝下或朝向一边、背对背对称排列组合而成的一种结构。这种结构有着优秀的几何力学性能，因此在材料领域中有广泛应用。请回答下列问题：（1）蜂窝的每一个蜂房都是形状的，使得每一个蜂房都被其他蜂房包围。（2）蜂窝的这种结构非常精巧，其最突出的优点是。（3）蜂房的精妙结构不仅令自然学家们叹为观止，更激发了科学家们的浓厚兴趣。通过深入探索，科学家们意外地发现并开发出一种具有蜂窝结构的新型材料，在工程领域中，这种材料在隔音、隔热、导流、电磁屏蔽以及缓冲吸能等方面展现出广泛的应用潜力。
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【新课标●新课堂】第1节 建筑结构与功能（第2课时）同步作业
（学生版）
1.关于结构的功能，下列说法不正确的是（ ）
A. 所有结构的主要功能都是承受力
B. 有些结构的功能是为了分隔空间，如墙壁
C. 有些结构的功能是为了美观，如雕塑
D. 结构的功能与其形状和材料密切相关
2.在设计一个能承受重物的纸桥时，我们应该优先考虑的因素是（ ）
A. 桥的美观程度 B. 桥的材料成本 C. 桥的承重能力和稳定性 D. 桥的建造速度
3．如图所示三脚凳,若凳脚粗细、支例5撑面形状面积都相同,从稳定性角度考虑,其中最合理的是( )
4.2024年9月27 日凌晨，榕山长江大桥 正式开放交通，长江上再增一条过江通道，大桥 惠及沿线30余万群众，大桥总长1513米，其中 主桥长1055米，桥面上的斜拉钢缆与桥面呈 三角形结构，这是利用了 ( )
A. 三角形的对称性 B. 三角形的稳定性 C. 三角形的灵活性 D. 三角形的全等性
5.房屋、桥梁、塔等各种建筑都有结构。关于结构一词,下列说法中不正确的是（ ）
A.结构指组成事物的各部分之间的有序搭配和空间排列
B.结构存在于人类创造的各种事物中,而自然界中并不存在
C.不同的事物往往具有不同的结构
D.不同的结构具有不同的功能
6.结构能够承受一定的力,能够通过形变来抵抗力的作用。每个结构都需要承受一定大小的力的作用。下列说法中,正确的是（ ）
A.用相同的材料制作的不同形状的结构,能够承受力的大小相同
B.用不同的材料制作的形状相同的结构,能够承受力的大小相同
C.由于自身重力的原因,将钢材竖直放置时长度会一定程度缩短
D.横梁水平放置时承受竖直方向的力,横梁的下侧产生压缩形变
7.结构的稳定性指结构在外力的作用下维持其原有的平衡状态的能力。为增强建筑结构的稳定性,下列说法中，正确的是（ ）
A.建筑结构的重心越低、支撑面越大,其结构越稳定
B.混凝土同时具有较好的抗压性和抗拉性
C.四边形结构通过增加竖杆的数量可增强其稳定性
D.混凝土中加入钢筋可增强抗压性以提升其强度
8.三角形结构的最大优点是具有__________，而四边形结构容易__________。
9.影响结构强度和稳定性的因素有：材料的__________、结构的__________、构件的__________和连接方式等。
10.探究题：材料的厚度与强度的关系
提出问题： 材料的厚度会影响它的强度吗？
你的假设： ____________________________________________________
实验材料： 不同厚度的卡纸（如1mm、2mm、3mm）、几本一样高的书、垫圈若干。
实验步骤：
（1）取最薄的卡纸，剪成相同宽度的纸条（如2厘米宽）。
（2）将纸条两端分别搭在两本书上，保持悬空。
（3）在纸条的中间位置，一个一个地挂垫圈，直到纸条断裂，记录下垫圈的数量。
（4）换用中等厚度和最厚的卡纸，重复步骤1-3。
实验现象： ____________________________________________________
实验结论： ____________________________________________________
思考：在建筑中，我们如何根据需要选择不同厚度的材料？
11.建筑结构除了框架结构、壳体结构、实体结构外,常见的分类还有混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构、剪力墙结构等类型,每种结构具有不同的材料特性和适用场景。主要建筑结构类型及特点如下:
①混凝土结构:包括素混凝土、钢筋混凝土及预应力混凝土结构,特点是抗压性能强、耐久性高,但自重大，施工周期长,抗拉性能较弱。
②砌体结构:以砖、石或混凝土砌块砌筑,成本低且耐腐蚀,常见于多层住宅和办公楼。局限性:强度低、抗震性差,施工效率低。
③钢结构:以钢材为主,具有轻量化、施工快的优势。需注意防火防锈,成本较高。
④剪力墙结构:依靠钢筋混凝土墙体承重,侧向刚度大(在水平方向上耐受力强)。
（1）桥墩、水坝等建筑常用__________结构来建造,原因是______________________________
（2）体育馆等大跨度建筑及高层建筑可采用______________结构来建造。
（3）高层住宅需要考虑抗风抗震,常用_______________结构来建造。常用这种结构建造高层建筑的承重墙,原因是_____________________________________________________________
12.国家游泳中心,又名“水立方”“冰立方”,位于北京市朝阳区北京奥林匹克公园内,“水立方”的墙面与屋顶采用3万多个钢质构件构成的框架,外围包裹着形似水泡的ETFE膜。于2008年1月正式竣工,2020年11月27日,国家游泳中心冬奥会冰壶场馆改造工程通过完工验收,“水立方”变身为“冰立方”。国家游泳中心是2008年北京奥运会的精品场馆和2022年北京冬奥会的经典改造场馆,也是唯一一座由港澳台同胞、海外华侨华人捐资建设的奥运场馆,曾被评为“中国十大新建筑奇迹”。试从“绿色、科技、人文”的角度说明其建筑理念与功能是如何相结合的。
13.蜂窝结构是覆盖二维平面的最佳拓扑结构。蜂窝结构是蜂巢(如图所示)的基本结构,是由一个个同样大小且相同形状的单房、房口全朝下或朝向一边、背对背对称排列组合而成的一种结构。这种结构有着优秀的几何力学性能,因此在材料领域中有广泛应用。请回答下列问题:
（1）蜂窝的每一个蜂房都是_________________形状的,使得每一个蜂房都被其他蜂房包围。
（2）蜂窝的这种结构非常精巧,其最突出的优点是____________________________________
（3）蜂房的精妙结构不仅令自然学家们叹为观止,更激发了科学家们的浓厚兴趣。通过深入探索,科学家们意外地发现并开发出一种具有蜂窝结构的新型材料,在工程领域中，这种材料在隔音、隔热、导流、电磁屏蔽以及缓冲吸能等方面展现出广泛的应用潜力。请举例说明:
______________________________________________________________________________
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第5章 建筑结构与工程
第1节 建筑结构与功能
（浙教版）八年级
上
第2课时 建筑结构的功能
【引入】
建筑结构（如右图东方明珠电视塔）展示了人类的智慧和创造力，带来了美的享受。那么,建筑结构的功能是如何体现呢？哪些因素会影响建筑结构的功能呢？
视频：建筑结构
一、建筑结构的稳定性
1.建筑结构稳定性的概念
结构在外力的作用下，维持其原有的平衡状态的能力，叫作结构的稳定性。建筑物需要良好的结构稳定性。结构的稳定性是结构的重要性质之一。
从受力平衡的角度进行分析稳定性。建筑钢结构的稳定性问题主要由以下几个方面的因素引发：纵向稳定性、横向稳定性、局部稳定性、板、壳的屈曲稳定性。
2.影响建筑结构稳定性的因素
（1）建筑结构的重心高低 例如，上海东方明珠电视塔整体重心低。常见的塔式建筑采用下宽上窄的设计以降低重心。
（2）支撑面的大小 与地面接触的底面积越大，抗倾倒能力越强。例如，上海东方明珠电视塔建造的底座支撑面大。又如工字形底座或三脚架设计，房屋的地基面积大于地上建筑物占地面积等等。
（3）几何形状 结构的整体形态（如三角形、对称设计）直接影响其抗倾覆能力，例如金字塔的三角形结构具有天然稳定性。
【探索活动】
1.把四根短木棒钉起来，形成一个长方形结构，在一个角上作用力F,如图5.1-11甲所示，观察长方形结构是否比较容易变成一个如图5.1-11乙所示的平行四边形结构。
2.把三根短木棒钉起来，形成一个三角形结构，在一个角上作用力F,如图5.1-11丙所示，观察三角形结构是否比较容易发生改变。
实验结果：四边形结构在力的作用下，很容易产生形状的改变；三角形结构在力的作用下，其结构保持不变。
实验结论：三角形是所有几何形状中最坚固稳定的结构。
推广应用：三角形结构屋顶、三角形吊臂、三角形钢架桥等都利用了三角形结构的稳定性。


（4） 材料性能 材料的强度、刚度和耐久性决定了结构抵抗变形和破坏的能力，钢材比木材更适用于高层建筑。
综合考虑以上这些因素能更有效提高建筑结构的稳定性。
（二）建筑结构的强度
1.概念：结构的强度是指结构抵抗外力作用的能力。
2.影响因素：建筑结构的强度主要受结构的形状、材料、连接方式等因素影响，这些因素共同决定了结构抵抗外力破坏的能力
（1）结构的几何形状 结构的形状对强度有显著影响，包括外部形状和构件截面形状。
外部形状 三角形是框架结构中最基本的构造之一。如图5.1-13所示，人们在长方形或六边形等框架中，通常加入支撑杆件，构成多个三角形，这样可以大大增加结构的强度，使结构承受更大的荷载。
构件截面形状 相同材料制成的框架构件，采用的截面不同，如工字形、口字形、环形、方形和圆形等，其承受力的大小也不一样。
【思考与讨论】
图5.1-15是某建筑中使用的钢材，请画出所用钢材的截面图示，这样的截面有什么好处呢
（1）结构简单：角钢加工方便，适合多种连接方式。
（2）刚性强：在两个互相垂直的方向上都有较好的承载能力。
钢材的截面图示：这种钢材称为角钢。
【拓展】工字钢（如图）截面形状能更有效地承受弯曲应力。
（2）材料 材料的物性（如抗拉强度）和显微结构（如气孔）是强度的基础。相同形状的不同材料制成的结构构件，其强度也不相同。
例如，钢材的强度通常高于木材，而混凝土的强度则受其组成和内部缺陷影响。在生产中，通常会根据用途选择合适材料。例如，混凝土具有较好的抗压性，但抗拉性比较差。在制作混凝土梁的时候，通常在混凝土中加入钢筋，借助钢材的抗拉性提升梁的强度。
（3）支撑面大小 支撑面的大小直接影响结构的稳定性。支撑面越大，结构越稳定，如三脚架比独脚架更稳。这一因素在整体稳定性中尤为重要。
（4）构件与连接方式 构件的连接方式（如焊接、铰接）和连接技术决定了连接处的强度。刚连接（如焊接）比铰连接（如合页）具有更高的连接强度，从而影响整个结构的强度 。
三、建筑结构的变化可能会使建筑的功能得以增强
建筑的结构决定了其功能，结构的变化可能会使建筑的功能得以增强，更好地应用于不同的环境。功能的实现需要相应的结构来保障。当然，良好的结构设计不仅表现在其功能上，还需要表现在其形式上，如展现美，反映出时代特征、文化内涵等。
【科学阅读】
蜂窝结构P199
【课堂小结】
1.什么是建筑结构的稳定性？影响建筑结构稳定性有哪些因素？
2.什么是建筑结构的强度？影响建筑结构强度有哪些因素？
3.举例说明如何提高建筑结构稳定性和强度。
【随堂巩固】
【例1】在台风频发的沿海地区建造高层住宅时，以下结构类型最适合的是( )
A.砖木结构(木框架+砖墙填充)
B. 砖混结构(砖墙承重+钢筋混凝土楼板)
C. 钢混结构(钢筋混凝土框架+剪力墙)
D. 纯钢结构(钢框架+轻质墙体)
【答案】C
【解析】对于房屋建造的牢固性来说，选址要合适、地基要稳固、承 重结构要稳定。在台风频发的沿海地区建造高层住宅时，选择结 构类型需要综合考虑抗震性、抗风性能和空间灵活性，钢混结构 (钢筋混凝土框架+剪力墙)类型最适合。
【例2】为了使一个不稳定的四边形框架变得稳定，最简便的方法是（ ）
A. 增加四边形的边长
B. 在四边形的一个对角线上增加一根斜杆
C. 用更粗的材料制作
D. 把四边形变成五边形
【答案】B
【解析】增加对角线形成三角形，是最有效的稳定方法。
【板书设计】
第1节 建筑的结构与工程（第2课时）
——建筑结构的功能
几何形状
强度
重心高低
支撑面大小
建筑结构的功能
稳定性
结构形状
材料
连接方式
【课后作业】
1.完成作业本上相应内容
2.查阅各种建筑结构，加深对建筑结构功能的理解。
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php
让备课更有效
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第1节 建筑的结构与工程（第2课时）教学设计
——建筑结构的功能
【核心概念】技术、工程与社会
【内容要求】
学习内容：
1.技术与工程创造了人造物，工程的核心是建造；
2.技术与工程改变了人们的生产与生活。
3.科学、技术、工程相互影响与促进。
内容要求：
1.认识现代技术与工程的系统性与复杂性；
2.知道跨学科（科学、技术、工程、数学等）解决实际问题的方法，并尝试解决实际问题；
3.列举科学原理转化为实用技术的案例。
4.知道科学对技术具有指导意义；初步认识现代科学与技术密不可分。
【教学目标】
1.理解建筑结构的稳定性和结构强度是衡量建筑结构功能的重要因素；
2.通过实例分析与搭建三角形与四边形框架模型等，知道建筑结构的稳定性与结构的重心高低、支撑面大小、几何形状以及建筑材料有关；
3.通过实例分析，知道建筑结构的强度与结构的形状、材料、连接方式等有密切的关系；
4.通过分析建筑实例，促进“结构决定功能”这一科学原理的深入理解。
【教学思路】
通过实例分析，认识建筑结构的稳定性和结构强度是衡量建筑结构功能的重要因素；分析影响建筑结构稳定性和强度的因素，理解结构决定功能。借助于实例分析和模型搭建，促进“结构决定功能”这一科学原理的深入理解。
【教学过程】
一、创设情景，引入任务
【引入】建筑结构（如右图东方明珠电视塔）展示了人类的智慧和创造力，带来了美的享受。那么,建筑结构的功能是如何体现呢？哪些因素会影响建筑结构的功能呢？
二、围绕任务，素养内化
（一）建筑结构的稳定性
1.概念：结构在外力的作用下，维持其原有的平衡状态的能力，叫作结构的稳定性。建筑物需要良好的结构稳定性。结构的稳定性是结构的重要性质之一。
概念分析：从受力平衡的角度进行分析稳定性。建筑钢结构的稳定性问题主要由以下几个方面的因素引发：纵向稳定性、横向稳定性、局部稳定性、板、壳的屈曲稳定性。
2.影响建筑结构稳定性的因素
尝试从力学角度，分析对结构的稳定性有影响。以东方明珠电视塔以及日常生活中常见的建筑物为例，共同分析讨论。
（1）建筑结构的重心高低 例如，上海东方明珠电视塔整体重心低。常见的塔式建筑采用下宽上窄的设计以降低重心。
（2）支撑面的大小 与地面接触的底面积越大，抗倾倒能力越强。例如，上海东方明珠电视塔建造的底座支撑面大。又如工字形底座或三脚架设计，房屋的地基面积大于地上建筑物占地面积等等。
（3）几何形状 结构的整体形态（如三角形、对称设计）直接影响其抗倾覆能力，例如金字塔的三角形结构具有天然稳定性。
【探索活动】
1.把四根短木棒钉起来，形成一个长方形结构，在一个角上作用力F,如图5.1-11甲所示，观察长方形结构是否比较容易变成一个如图5.1-11乙所示的平行四边形结构。
2.把三根短木棒钉起来，形成一个三角形结构，在一个角上作用力F,如图5.1-11丙所示，观察三角形结构是否比较容易发生改变。
实验结果：四边形结构在力的作用下，很容易产生形状的改变；三角形结构在力的作用下，其结构保持不变。
实验结论：三角形是所有几何形状中最坚固稳定的结构。科学原理证明这一结论。
推广应用：三角形结构屋顶、三角形吊臂、三角形钢架桥等都利用了三角形结构的稳定性。
（4） 材料性能 材料的强度、刚度和耐久性决定了结构抵抗变形和破坏的能力，钢材比木材更适用于高层建筑。
综合考虑以上这些因素能更有效提高建筑结构的稳定性。
（二）建筑结构的强度
1.概念：结构的强度是指结构抵抗外力作用的能力。
2.影响因素：建筑结构的强度主要受结构的形状、材料、连接方式等因素影响，这些因素共同决定了结构抵抗外力破坏的能力
（1）结构的几何形状 结构的形状对强度有显著影响，包括外部形状和构件截面形状。
外部形状 三角形是框架结构中最基本的构造之一。如图5.1-13所示，人们在长方形或六边形等框架中，通常加入支撑杆件，构成多个三角形，这样可以大大增加结构的强度，使结构承受更大的荷载。
构件截面形状 相同材料制成的框架构件，采用的截面不同，如工字形、口字形、环形、方形和圆形等，其承受力的大小也不一样。
【思考与讨论】
图5.1-15是某建筑中使用的钢材，请画出所用钢材的截面图示，这样的截面有什么好处呢
钢材的截面图示：这种钢材称为角钢。
这样的截面好处：（1）结构简单：角钢加工方便，适合多种连接方式。（2）刚性强：在两个互相垂直的方向上都有较好的承载能力。
【拓展】工字钢（如图）截面形状能更有效地承受弯曲应力。
（2）材料 材料的物性（如抗拉强度）和显微结构（如气孔）是强度的基础。相同形状的不同材料制成的结构构件，其强度也不相同。
例如，钢材的强度通常高于木材，而混凝土的强度则受其组成和内部缺陷影响。在生产中，通常会根据用途选择合适材料。例如，混凝土具有较好的抗压性，但抗拉性比较差。在制作混凝土梁的时候，通常在混凝土中加入钢筋，借助钢材的抗拉性提升梁的强度。
（3）支撑面大小 支撑面的大小直接影响结构的稳定性。支撑面越大，结构越稳定，如三脚架比独脚架更稳。这一因素在整体稳定性中尤为重要。
（4）构件与连接方式 构件的连接方式（如焊接、铰接）和连接技术决定了连接处的强度。刚连接（如焊接）比铰连接（如合页）具有更高的连接强度，从而影响整个结构的强度
（三）建筑结构的变化可能会使建筑的功能得以增强
建筑的结构决定了其功能，结构的变化可能会使建筑的功能得以增强，更好地应用于不同的环境。功能的实现需要相应的结构来保障。当然，良好的结构设计不仅表现在其功能上，还需要表现在其形式上，如展现美，反映出时代特征、文化内涵等。
图5.1-16为国家游泳中心，别名“水立方”,它用半透明外膜覆盖，其重仅为同尺寸玻璃的百分之一，如同一座隔热的温室，大约20%的太阳能被用来提高泳池和室内的温度，这些半透明外膜使“水立方”白天光线充足。“水立方”是“绿色、科技、人文”理念与建筑功能的结合。
【科学阅读】蜂窝结构P199
三、归纳总结，应用迁移
（一）课堂小结
1.什么是建筑结构的稳定性？影响建筑结构稳定性有哪些因素？
2.什么是建筑结构的强度？影响建筑结构强度有哪些因素？
3.举例说明如何提高建筑结构稳定性和强度。
（二）随堂例题
【例1】在台风频发的沿海地区建造高层住宅时，以下结构类型最适合的是( )
A.砖木结构(木框架+砖墙填充)
B. 砖混结构(砖墙承重+钢筋混凝土楼板)
C. 钢混结构(钢筋混凝土框架+剪力墙)
D. 纯钢结构(钢框架+轻质墙体)
【答案】C
【解析】对于房屋建造的牢固性来说，选址要合适、地基要稳固、承 重结构要稳定。在台风频发的沿海地区建造高层住宅时，选择结 构类型需要综合考虑抗震性、抗风性能和空间灵活性，钢混结构 (钢筋混凝土框架+剪力墙)类型最适合。
【例2】为了使一个不稳定的四边形框架变得稳定，最简便的方法是（ ）
A. 增加四边形的边长
B. 在四边形的一个对角线上增加一根斜杆
C. 用更粗的材料制作
D. 把四边形变成五边形
【答案】B
【解析】增加对角线形成三角形，是最有效的稳定方法。
【板书设计】
第1节 建筑的结构与工程（第2课时）
——建筑结构的功能
【课后作业】
1.完成作业本上相应内容
2.查阅各种建筑结构，加深对建筑结构的理解。
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