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(共34张PPT)
结 构 与 设 计
结构的本质（功能）：承受力和抵抗变形
一、初识结构
1、无处不在的结构
（1）结构的含义和功能（理解）
结构（structure)：是指事物的各个组成部分之间的搭配和排列,确定的搭配和排列决定了事物的性质和形态。
世界上任何事物都存在结构,结构多种多样且决定着事物存在的性质。
雷达
萤火虫
防毒面具
掘土机的悬臂
化学荧光灯
快速扫描系统
镰刀
野猪的鼻子
蝙蝠
鹤
青蛙眼
螳螂
自然界中形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启示
实心结构
框架结构
壳体结构
依据不同，分类就不同
力学架构与形态
（2）常见结构的类型（重点）
实心结构：结构体本身是实心的
受力特点：外力分布在整个体积中，如实心墙，大坝。
框架结构：结构体由细长的构件组成的结构
受力特点：支撑空间而不充满空间。如铁架塔，建筑用脚手架，厂房的框架。
壳体结构：通常是指层状的结构
受力特点：外力作用在结构体的表面上，如安全帽，贝壳。
练习：
指出下列物体的结构类型：
栅栏
圆形陶瓷装饰品
冰山
高层建筑物的穹顶
钢化玻璃锅盖
汽车外壳
人的头盖骨
框架结构
壳体结构
实体结构
壳体结构
壳体结构
壳体结构
壳体结构
在生产和生活实际中，很多物体的结构由两种或两种以上的基本结构类型组合而成的。
二、典型结构分析 -------结构与力
1、 构件的基本受力形式（理解）
多种多样
在上图中，吊兰的支撑架承受 力，桥墩承受来自桥面，桥上负载的 力，两端被托住的梁受到 力，大坝承受 力等。
拉
压
支撑
侧压
二、典型结构分析
-------结构与力
2、 变形及其类型（理解）
变形：构件受外力作用时，要发生形状或大小的改变，这种改变叫变形
类型：拉伸、压缩、弯曲
练习：
1、拔河比赛中使用的绳子受到的外力是 ，所产生的变形为 。
2、凳子在使用过程中要受到外力的作用，凳子腿承受的外力是 ，所产生的变形为 。
凳子面也要外力作用并产生变形，这种变形
为 变形。
A、拉力 B、压力 C、剪切力 D、扭转力 E、弯曲力
F、拉伸 G、压缩 H、弯曲
A
F
B
G
H
稳固结构的探析
结构的强度
结构的稳定性
三、结构的强度与稳定性
同学们上课时要使用凳子，凳子能够承受人的重力这是一个 问题，那么凳子会不会左右晃动、摇摆，则是一个的 问题。
强度
稳定性
结构的强度
结构的强度是指：
结构具有的抵抗被外力破坏的能力
内力与应力
内力：当一个结构受到外力作用时,内部各质点之间的相互作用会发生改变, 产生一种抵抗的力 , 称为内力。
应力：应力是构件的单位横截面上所产生的内力。
当应力达到某一极限值时, 结构就会遭到破坏。用公式表示应力为：σ =F/s, 其中 ,F 是内力 ,S 是受力面积 , σ是应力。
结构的强度
应力小了，变形就小了，也就是抗变形能力大了，也就是强度大。
影响结构强度的主要因素
结构的强度
1、结构的形状
三角形是框架结构中最基本的形状之一,它结实、稳定，所用材料最少。
法国蓬皮杜艺术中心
影响结构强度的主要因素
结构的强度
2、结构的材料
一个坚固的梁的材料必须具有好的抗拉力、压力、剪切力和扭曲力的性能，所以，梁通常由不止一种材料制成。如一根混凝土梁含有加固钢筋，混凝土擅长抗压力，而钢筋擅长抗拉力，它们共同形成了非常牢固的结构。
影响结构强度的主要因素
结构的强度
3、材料的连接方式(P28)
不同的材料有不同的连接方式：
一般来说，金属采用 ;
木材采用 ;
塑料采用 ;
玻璃采用 。
（1）胶接、（2）榫接、（3）焊接、
（4）铆接、（5）钉接
3、4
1、2、5
1
1
影响结构强度的主要因素
形状
材料
材料的连接方式
稳固结构的探析
结构的强度
结构的稳定性
——结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。
结构的稳定性
影响结构稳定性的主要因素
结构的稳定性
重心位置的高低
结构与地面接触所形成的支撑面大小
影响结构稳定性的主要因素
结构的稳定性
结构的形状
讨论：照相机的三角支架、A字形梯及屋顶三角形支架的稳定性
影响结构稳定性的主要因素
重心的位置
结构的形状
思考：不稳定的结构对我们是否有用处？
利用倒置的啤酒瓶实现预报地震的功能。
四、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
五、简单的结构设计
结构设计应考虑的主要因素：
五、 经典结构的欣赏
赵州桥
及时巩固：
1、完成导学案
2、完成《高考总复习》P21

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