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第一单元 结构及其设计
第5节　结构功能的实现
（1）事物的结构决定了其功能：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。
（2）功能往往是人们需求的体现：
①使用人群、使用场合不同，人们的需求不同，功能也有所不同。
②设计中，往往通过改变__________实现不同的功能。
结构
（3）功能的实现需要相应的结构来保证：结构设计时往往要根据具体的功能确定具体的构件及其尺寸、位置、数量、连接方式等要素。
（4）结构与功能的关系往往还需要考虑使用的环境、时间等因素。结构在规定的___________内和规定的条件下，完成预定功能的能力，称为_______。它是安全性、适用性和耐久性的总称。
①_________：结构在正常使用时能承受可能出现的各种荷载。
②_________：结构在正常使用时具有良好的工作性能。
③_________：结构在规定环境条件下和预定的设计使用年限内，能保持结构正常使用。
使用期限
可靠性　
安全性
适用性
耐久性
赏析结构设计作品，可以从_________与________两个角度进行。
（1）技术的角度：结构的_____________的实现，结构的稳固耐用，结构造型设计的创意和表现力，_____________的合理性，工艺制造的精湛程度等。
（2）文化的角度：结构的文化寓意与传达，公众认可的___________，反映时代、民族、习俗方面的特征，结构的个性特征等。
技术　
文化
使用功能
材料使用
美学原则　
下列有关结构与功能的说法中，不正确的是 （　　）
A.结构是事物存在的一种形式，对事物的功能和作用产生着直接影响
B.设计时可通过改变结构实现不同的功能
C.结构是指可承受一定力的架构形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力
D.结构与功能的关系不需要考虑使用的环境、时间等因素
···
D　
例1　D　结构与功能的关系往往还需要考虑使用的环境、时间等因素。
小明准备制作如图所示的台灯，从结构的角度分析，下列说法中不正确的是（　　）
A.连杆1、连杆2 采用金属材料制作，可以提高台灯的强度
B.为了调节台灯的照明角度，连接处1 应该采用榫接
C.增大底座与桌面的支撑面，可以提高台灯的稳定性
D.改变连接处2 的连接方式，实现台灯的折叠，说明功能
的实现需要相应的结构来保证
···
B　
例2　B　为了调节台灯的照明角度，需要用铰连接来实现该功能，榫接是刚连接。
如图所示的儿童绘图工具结合了圆规和尺子的功能。图a 表示画直线的操作，图b 表示画弧线的操作，两个用途切换方便，下列有关该绘图工具的设计分析中不合理的是（　　）
A.为实现便携功能，可选择轻质材料
B.为实现便携功能，指针、小齿轮须
设计成可拆卸的结构
C.为实现半径可调且稳定画圆，小齿轮须设计成松紧可调的结构
D.滑槽结构可实现半径的连续调节
···
B　
例3　B　若将指针、小齿轮设计成可拆卸结构，从实现便携功能角度来看效果不明显，且指针、小齿轮部件较小，拆卸后易丢失，同时画弧过程中指针和齿轮可能会松脱。
[2022浙江学考]小明准备制作一个如图所示的木梯，从结构强度和稳定性角度分析，下列立柱与横档的连接结构中，合理的是 （　　）
A　
例4　A　木梯使用时斜放，比较四个选项，B、D项横档容易从立柱的前后端滑出；C项，榫头截面较小，强度较小；A项连接部位竖向的厚度大，故其强度也大。
下图所示是一款钢索夹紧装置。为了提高夹紧的可靠性，需要增加一个连接件，下列方案中合理的是 （　　）
A　
例5　A　根据题干和图示可知，该连接件在提高夹紧的可靠性（使用平垫圈或弹簧垫圈）的同时，还要考虑到防止开口螺栓变形。
［2024浙江学考］小明准备设计一个高度、角度可调的台灯，他上网查到下列具有可调结构的产品。从实现调节要求的角度考虑，对台灯的结构设计参考价值相对较小的是（　　）
C　
例6　C　比较选项可知，A、B、D 项结构在高度、角度调节的同时均可固定在需要的高度，C 项台钻无法实现自锁，对小明设计台灯的参考价值较小。
下图为储物柜盖板打开和合上时的示意图，右侧板上的连接件正确的是 （　　）
D　
例7　D　四个方案中上下两个孔用于连接件与侧板的连接。A方案为直线槽和圆孔，与盖板两个销轴连接无法实现旋转，可排除；当盖板竖直时，两个销轴处于一条水平线上，当盖板往下翻的过程中，前面的销轴绕着后面的销轴旋转，直至盖板盖上时，两个销轴在同一竖直线上，故D方案可行，C方案无法旋转，B方案可以旋转，但盖板竖直时不稳定，容易向下翻转。
A.剧院主要由一个1500座左右的大剧场、大型排练厅
及其配套附属辅助用房组成，按大型乙等剧院进行整
体设计
B.剧院俯瞰呈鱼形，侧看呈天鹅展翼状，形态上互为依托，配以金属、玻璃材质组合的屋面，形成流畅、生动、富有乐感的现代建筑形体
C.剧院内设婺剧博物馆，汇集了戏曲脸谱、婺剧音像资料等历史遗存，便于市民了解婺剧的发展脉络和历史渊源
D.剧院形体为两个交错的拱形，其中地上6层和地下1层，均采用钢筋混凝土与钢结构混合结构，构成空间曲面屋架
下图所示是中国婺剧院，坐落于浙江金华的燕尾洲公园。下列相关描述中，不是从技术角度进行欣赏和评价的是 （　　）
C　
··
例8　C　剧院内设婺剧博物馆，促进了婺剧文化在市民群体中的传播普及，是从文化角度进行的欣赏和评价。
北京故宫是我国优秀传统建筑文化的代表，其中典型特色之一就是斗拱（如图所示）。下列关于斗拱的欣赏和评价中，不正确的是 （　　）
A.从技术角度看，斗拱是小尺寸斗形木块和弓形垫的木拼插组合，提高了柱顶部位支撑屋檐的强度
B.从技术角度看，斗拱榫卯的摩擦往复运动可以化解外力，传递重量，在力学上具有良好的抗震性能
C.从文化角度看，斗拱是建筑等级的标志，反映了各个朝代的建筑特点，含蕴着中国精神生活的一个侧面
D.从文化角度看，斗拱分为柱头科、平身科和角科，其中转角斗拱的结构最为复杂，所起作用也最大
D　
例9　D　斗拱的分类是从技术角度进行的欣赏评价。
···
1．下图所示为第一款由我国自主研发设计的大型民用客机C919，它的出现标志着我国民航打破了欧美航空巨头垄断。该飞机结构复杂，体积庞大，飞机头部能在几千米的高空中飞翔受到大气阻力作用而不损坏，除材料因素外，从结构的角度分析是因为 (　　)
A．壳体结构，受到的外力小
B．框架结构，强度高
C．实体结构，稳固性好
D．壳体结构，受到的应力小
D
2．一把固定结构的螺丝刀，其功能往往是单一的。下图所示为一把多用螺丝刀，可根据使用的需要组装不同型号的刀头，实现多种功能。下列说法中正确的是
（　　）
A．对结构的改装可以实现特定的功能
B．使用多用螺丝刀拧螺丝时，刀头受拉
C．多用螺丝刀的刀柄比刀头重，是为了提高强度
D．为了方便拆装，刀头和刀柄可设计为铰连接
A
3．下图所示是一款千斤顶，其工作原理：转动丝杆，改变支撑杆间的角度实现升降。下列关于千斤顶结构的说法中，错误的是 （　　）
A. 支撑杆用钢板制作成“U 形”，既保证强度又减轻质量
B. 通过丝杆的转动可实现千斤顶的升降
C. 蝶形底座既适用于不同地面，又有较大的支撑面积
D. 支撑杆之间采用铰连接，主要是为了便于折叠收纳
D
4．下图所示为东京奥运会为运动员们准备的纸板床，床头由六组纸壳做成，床架由循环利用的硬纸板纸壳构成，纸板床将在赛后回收利用，体现了可持续发展的奥运理念。下列关于该纸板床的结构分析中不合理的是 （　　）
A．纸板之间采用插接方式，连接方便
B． b脚与地面接触后形成更大的支撑面，稳定性好
C．床板采用多层纸板，提高强度
D．床板下的支撑板将a、b、c脚连在一起，使结构具
有更好的稳定性
B
4．B　结构的支撑面由结构最外缘的支撑点决定，b脚与地面接触后没有增大支撑面，不能提高稳定性，但能提高床板的抗弯曲性能。
5．小明想要设计一款收纳方便的鞋柜，实现单个柜门在一定范围内从上向下转动打开。下列鞋柜侧板方案中能实现翻转功能最合理的是 （　　）
A
5．A　要实现单个柜门在一定范围内从上向下转动打开，需要在左下角固定，然后以左下角为圆心进行弧形转动，故选A。
6．下图所示为小伟设计的一种木质台灯，其高度在一定范围内连续可调。则下列构件1和构件2之间的连接件（虚线表示木材纹理）设计方案中最合理的是 (　　)
A
6．A　加工时应顺着木纹方向加工，排除B、C项；实现高度在一定范围内调节需要用腰形槽实现，D项加工方式会降低构件的强度，排除D项。
7．如图所示的折叠椅缺少合适的连接方案，下列设计方案中，不能实现折叠的是 (　　)
A
7．A　B、C、D项中都可以使其中一个部件移动或转动，实现折叠功能；A 项两腿轴连接及连接片连接，部件都固定，无法折叠。　
曲阜孔庙(如图a所示)是祭祀中国古代著名思想家和教育家孔子的祠庙。与北京故宫、承德避暑山庄并列为中国三大古建筑群；与南京夫子庙、北京孔庙和吉林文庙并称为中国四大文庙。请完成第8—9题。
8．曲阜孔庙的建筑中有许多飞檐结构(如图b所示)。在进行经典建筑结构的欣赏时，下列说法中不正确的是 (　　)
A．从文化角度看，飞檐卸掉了大型建筑的沉重感，让人感到建筑的飞动和轻快
B．从文化角度看，飞檐结构复杂，施工难度大
C．从技术角度看，飞檐使建筑更高大宏伟，采光面积增大，排泄雨水顺畅
D．从技术角度看，飞檐是由纯木材构建，工艺精湛
B
9．下列关于孔庙的叙述中不属于结构评价的是 (　　)
A．孔庙中的建筑物都是对称分布
B．孔庙的主体建筑大成殿用高高的台基托起，突出于周围的建筑物之上
C．孔庙不仅是中国古代举行祭孔活动的场所，还是传承孔子思想、进行文化教
育传播的学校
D．四角飞翘的屋檐，如鸟展翅，形式古朴，艺术典雅，色彩华丽
C
10．[2026浙江学考]图示机构可用于高低传送带之间货物转运，为了实现杆件正常摆动，①、②处的连接方式应为 （　　）
A.①刚连接、②铰连接
B.①铰连接、②刚连接
C.①刚连接、②刚连接
D.①铰连接、②铰连接
D
要实现杆件正常摆动，①②连接处都需要能相对转动，因此都应为铰连接。
11.［2024 浙江选考］下图所示是一款可坐可躺的多功能椅，靠背角度、座面高度调节可一键操作，搁脚可推拉伸缩，采用大规格的五星脚支撑。下列分析与评价中不恰当的是（　　）
A. 靠背角度调节可一键操作，实现了人机关系的
高效目标
B. 座面高度可调，考虑了人体的动态尺寸
C. 采用大规格五星脚支撑，提高了该椅的稳定性
D. 可调靠背和伸缩搁脚的设计，使该椅可坐可躺，说明功能的实现需要相应结构来保证
B
12．下图所示是手摇式升降平台，通过摇臂升降平台，不用时，可将升降台与把手一起折叠。下列关于该手摇式升降平台结构的说法中，合理的是 （　　）
A．底座下采用万向轮，主要为了保证其升降平台的稳定性
B．平行滑槽的设计，保证平台保持水平
C．把手折叠式设计，主要考虑环境的因素，减少摆放占用空间
D．升降架采用钢质空心管，不采用实心管，主要为了保证其强度
C
12．C　A项，万向轮主要是为了方便平台移动；B项，平行滑槽的设计主要是为了实现升降功能；D项，从实际考虑钢质空心管重量轻，成本低，能保证功能实现的同时，降低成本，减轻产品重量，且空心管抗弯曲强度大于实心管。
13.下图所示是一款高度可调式边几，下列关于该边几的分析中不合理的是 (　　)
A. 框架采用加粗镀铬钢管，主要考虑结构的强度
B. 主支撑杆采用套管结构，实现了桌面高度可调，
说明功能的实现需要相应结构来保证
C. 桌面放置物品时，结构的稳定性一定会变差
D. 边几结构采用极简的造型设计，符合当代年轻人认可的美学原则，是从文化角
度进行的赏析
C
13．C　桌面放置物品时，重心的垂足会向支撑面中心靠近，结构会更稳定。
14.如图所示的户外折叠置物架，使用时可以展开，不用时可以折叠收纳。下列关于该结构的分析中正确的 (　　)
A. 为了使该结构可以展开和收拢，a、b、c 处
应采取铰连接
B. 去掉底部的四个支撑脚，能提高该结构的
稳定性
C. b 处设计为可伸缩结构，是为了增强该结构的强度
D. 在放置重物时，a 处的销轴主要受剪切
D
14．D　A项，b处可以相对移动，不属于铰连接；B项，去掉底部的四个支撑脚会导致受到外力作用结构就会晃动或移动，反而降低了结构的稳定性；C 项，b 处设计为可伸缩结构，是为了实现可折叠的功能。
15．小明对如图所示的户外垃圾桶结构进行改进。下列措施中不合理的是(　　)
D
16．下图所示为阶梯会议室椅背后的可折叠写字板连接结构，写字板使用时旋转至水平固定，不用时向上翻折。下列四种结构中，不能实现该功能的是（　　）
B
17．图甲所示为某小组在通用技术实践课上设计的板凳，但在试验时该组同学发现，原有方案在收纳时，无法折叠成预想的效果(如图乙所示)。于是，他们提出了下列四个改进措施，其中合理的是 (　　)
D
18．如图所示是一款按压式延时水龙头，按下出水后，过一会儿又会自动关闭。根据功能描述，下列关于水龙头内部结构的设计方案中最合理的是 （　　）
C
18．C　分析结构可知，结构需要能满足“按下出水后，过一会儿又会自动关闭”的功能要求，因此弹簧需要安装在按钮下方，排除B、D 项；A 项不按下龙头时也能出水，C项符合要求，故选C。

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