第一单元结构与设计复习

1917年，魁北克大桥竣工通车，这座桥是世界上年，魁北克大桥竣工通车，这座桥是世界上最长的悬臂跨度大桥。最长的悬臂跨度大桥。大桥的长度由原来的大桥的长度由原来的500米加到米加到600米，忽米，忽略了对桥梁重量的精略了对桥梁重量的精确计算而倒塌。确计算而倒塌。1913年中间年中间跨度最长的跨度最长的一段桥身在一段桥身在被举起过程被举起过程中突然掉落中突然掉落塌陷，原因塌陷，原因是一个支撑是一个支撑点的材料指点的材料指标不到位造标不到位造成的。成的。1907年特年特奥多罗奥多罗库库帕称此桥帕称此桥是是“最佳、最佳、最省的最省的”。工程师之戒，戴上了这枚戒指工程师之戒，戴上了这枚戒指就意味着要把自己的工作做到就意味着要把自己的工作做到最好，它们时刻提醒工程师们，最好，它们时刻提醒工程师们，要具有高度的责任感去设计安要具有高度的责任感去设计安全、牢固和有用的结构。全、牢固和有用的结构。第一单元 结构与设计复习、什么是结构、什么是结构?结构的受力形式有哪些结构的受力形式有哪些？、结构的类型有哪些？各种结构类型受力特点、结构的类型有哪些？各种结构类型受力特点有何不同有何不同?4 4、结构的强度与哪些因素有关？（结构的强度与哪些因素有关？（）3 3、结构的稳定性与哪些因素有关？（、结构的稳定性与哪些因素有关？（）5、结构改变，功能和性质是否改变？、结构改变，功能和性质是否改变？6、结构设计应考虑的主要因素有哪些？、结构设计应考虑的主要因素有哪些？7、欣赏经典结构作品一般可从哪两个角度进行？、欣赏经典结构作品一般可从哪两个角度进行？结构与设计复习要点结构与设计复习要点知道、识别知道、识别:1、2、5、6、7 理解、应用：理解、应用：3、4及结构设计方案及结构设计方案 知识点一：什么是结构？知识点一：什么是结构？结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。和排列。从力学角度来说，结构是指可以承受一定力从力学角度来说，结构是指可以承受一定力的架构形态，它可以抵抗能引起形状和大小改的架构形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。变的力。拉拉 力力 反方向向物体两端均匀施力反方向向物体两端均匀施力,使物体发生扭转形变的力使物体发生扭转形变的力 压压 力力 作用于物体作用于物体,使它产生弯曲的力使它产生弯曲的力 扭转力扭转力 挤压物体的力挤压物体的力 剪切力剪切力 物体所承受的拉拽力物体所承受的拉拽力弯曲力弯曲力 两个距离很近两个距离很近,大小相等大小相等,方向相方向相 反反,且作用于同一物体上的平行力且作用于同一物体上的平行力马上行动：连连看马上行动：连连看实体结构实体结构:外力分布在整个体积中外力分布在整个体积中 灯泡为何能承受如此大的力灯泡为何能承受如此大的力?框架结构框架结构:支撑空间而不充满空间支撑空间而不充满空间 壳体结构壳体结构:外力作用在结构体的表面上外力作用在结构体的表面上 知识点二：知识点二：结构与类型结构与类型组合结构：组合结构：动动脑找一找动动脑找一找1、栅栏、栅栏 、圆形陶瓷装饰品、圆形陶瓷装饰品 、冰山、冰山、高层建筑的穹顶、钢化玻璃锅盖、高层建筑的穹顶、钢化玻璃锅盖 、竹排、竹排、汽车外壳、汽车外壳 、人的头盖骨、人的头盖骨 、埃菲尔铁塔、埃菲尔铁塔0、头盔、头盔 11、大坝大坝 12、自行车自行车311167548109122 实体结构：实体结构：框架结构：框架结构：壳体结构：壳体结构：组合结构：组合结构：结构的稳定性结构的稳定性是指结构在负载的作用下，是指结构在负载的作用下，维持原有平衡状态的能力。维持原有平衡状态的能力。结构的稳定性与什么因素有关？结构的稳定性与什么因素有关？因素一：支撑面积的大小因素一：支撑面积的大小因素二：重心位置的高低因素二：重心位置的高低因素三：结构的形状因素三：结构的形状知识点三：结构的稳定性知识点三：结构的稳定性接触面支撑面注意区别注意区别结构重心的位结构重心的位置：置：如果结构如果结构重心所在点重心所在点的垂线落在的垂线落在结构底面的结构底面的范围内，就范围内，就是稳定的；是稳定的；否则就是不否则就是不稳定的。稳定的。中国的斜塔：中国的斜塔：辽宁瑞州古塔塔身辽宁瑞州古塔塔身高高10米，塔身向东北方向倾斜米，塔身向东北方向倾斜12度，塔尖水平位移度，塔尖水平位移1.7米。米。结构的强度结构的强度是指结构具有的抵抗被外力破是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力坏的能力.结构的强度与什么因素有关？结构的强度与什么因素有关？因素一：结构的形状因素一：结构的形状因素二：结构的材料因素二：结构的材料因素三：构件之间的连接方式因素三：构件之间的连接方式1）铰铰 连连 接接：被连接的构件在连接处：被连接的构件在连接处不能相对移动，但可相对转动不能相对移动，但可相对转动，具体有，具体有松螺栓、松铆等。松螺栓、松铆等。2 2）刚刚 连连 接接：被连接的构件在连接处被连接的构件在连接处既不能相对移动，也不能相对转动既不能相对移动，也不能相对转动，具，具体有榫接、胶接、焊接等。体有榫接、胶接、焊接等。钢管知识点四：结构的强度知识点四：结构的强度知识点五：结构与功能的关系知识点五：结构与功能的关系结构的改变导致功能的结构的改变导致功能的改变改变结构决定着事物的性质，结构决定着事物的性质，也直接影响事物的功能也直接影响事物的功能 结构设计个性化需求个性化需求强度强度功能功能成本成本安全安全寿命寿命稳定性稳定性美观美观其他其他知识点六：结构设计的目标和主要因素知识点六：结构设计的目标和主要因素知识点七：结构的欣赏知识点七：结构的欣赏“鸟巢鸟巢”形态如同孕育生命的形态如同孕育生命的“巢巢”，它更像一个摇篮，寄托，它更像一个摇篮，寄托着人类对未来的希望。设计者们坦率地把结构暴露在外，因而着人类对未来的希望。设计者们坦率地把结构暴露在外，因而自然形成了建筑的外观。走近去，可以发现自然形成了建筑的外观。走近去，可以发现“鸟巢鸟巢”银灰色矿银灰色矿质般的钢网以透明的膜材料覆盖，其中包含着一个土红色的碗质般的钢网以透明的膜材料覆盖，其中包含着一个土红色的碗状体育场看台。在这里，中国传统文化中镂空的手法、陶瓷的状体育场看台。在这里，中国传统文化中镂空的手法、陶瓷的纹路、红色的灿烂与热烈，与现代最先进的钢结构设计完美地纹路、红色的灿烂与热烈，与现代最先进的钢结构设计完美地相融在一起。相融在一起。“水立方水立方”的膜结构已成为世界之最。它是根据细胞排列形式和肥的膜结构已成为世界之最。它是根据细胞排列形式和肥皂泡天然结构设计而成的。这个看似简单的皂泡天然结构设计而成的。这个看似简单的“方盒子方盒子”是中国传统是中国传统文化和现代科技共同文化和现代科技共同“搭建搭建”而成的。在中国传统文化中，而成的。在中国传统文化中，“天圆天圆地方地方”的设计思想催生了的设计思想催生了“水立方水立方”，它与圆形的，它与圆形的“鸟巢鸟巢”国国家体育场相互呼应，相得益彰。方形是中国古代城市建筑最基本的家体育场相互呼应，相得益彰。方形是中国古代城市建筑最基本的形态，它体现的是中国文化中以纲常伦理为代表的社会生活规则。形态，它体现的是中国文化中以纲常伦理为代表的社会生活规则。而这个而这个“方盒子方盒子”又能够最佳体现国家游泳中心的多功能要求，从又能够最佳体现国家游泳中心的多功能要求，从而实现了传统文化与建筑功能的完善结合。而实现了传统文化与建筑功能的完善结合。1、结构强度与形状、材料和连接方法有关。、结构强度与形状、材料和连接方法有关。（）2、物体的结构强度越大它的稳定性越大。物体的结构强度越大它的稳定性越大。（）3、照相机的三角架稳定是因为与地面接触面积大、照相机的三角架稳定是因为与地面接触面积大 ()4、结构的形状不同，其稳定性也不同。（、结构的形状不同，其稳定性也不同。（）5 5、混凝土梁常用钢筋加固，通常钢筋放在上面（、混凝土梁常用钢筋加固，通常钢筋放在上面（）6、任何结构都是利用它的稳定性。（、任何结构都是利用它的稳定性。（）概念辨析概念辨析基本知识检测：基本知识检测：小试身手小试身手不稳定的结构应用：不稳定的结构应用：.倒置的啤酒瓶可以预报地震。.在打水的桶口边挂一重物，在水面时能自动翻倒打水。知识迁移知识迁移1、下列事物的结构是受自然界事物的结构、下列事物的结构是受自然界事物的结构启发而产生的是（启发而产生的是（）。）。A、篮球、篮球 B、国家体育场（鸟巢）、国家体育场（鸟巢）C、足球、足球 D、铅球、铅球B二、选择题：二、选择题：2、在、在2008年北京奥运会比赛场馆的建设过年北京奥运会比赛场馆的建设过程中结构的稳定性至关重要，下面不是影响程中结构的稳定性至关重要，下面不是影响结构稳定性的因素是：（结构稳定性的因素是：（）A、建筑物重心位置的高低、建筑物重心位置的高低 B、建筑物的结构形状、建筑物的结构形状 C、建筑物与地面支撑面积的大小、建筑物与地面支撑面积的大小 D、建筑物的颜色、建筑物的颜色知识迁移知识迁移D3在奥运会体操比赛的时候，运动员在奥运会体操比赛的时候，运动员在单杠上做大回环姿势时，会使杠体在单杠上做大回环姿势时，会使杠体产生（产生（）变形。）变形。A、拉伸、拉伸 B、弯曲、弯曲 C、压缩、压缩 D、断裂、断裂B知识迁移知识迁移4、2008年北京奥运会举重运动员在举重过年北京奥运会举重运动员在举重过程中双臂主要承受什么力程中双臂主要承受什么力()A、拉力、拉力 B、压力、压力 C、剪切力、剪切力 D、弯曲力、弯曲力 知识迁移知识迁移B5、建造、建造“水立方水立方”选用钢材而不选用木材主要选用钢材而不选用木材主要是考虑（是考虑（）A、美观、美观 B、实用、实用 C、结构的强度结构的强度 D、成本、成本知识迁移知识迁移C6我们所用的板凳属于（我们所用的板凳属于（）结构。）结构。A、实心结构、实心结构 B、框架结构、框架结构 C、空心结构、空心结构 D、壳体结构、壳体结构B知识迁移知识迁移7、在、在2008年北京奥运会比赛中，以下哪一年北京奥运会比赛中，以下哪一个结构是属于利用不稳定的结构实现某些功个结构是属于利用不稳定的结构实现某些功能的（能的（）A、乒乓球桌、乒乓球桌 B、羽毛球拍、羽毛球拍C、跨、跨 栏栏 D、单杠、单杠C知识迁移知识迁移8.分析下列物体的结构类型，判断哪个分析下列物体的结构类型，判断哪个不属于壳体结构（不属于壳体结构（）A、西瓜、西瓜 B、圆形陶瓷饰品、圆形陶瓷饰品 C、贝类、贝类 D、金字塔、金字塔AD知识迁移知识迁移9.我们常用的我们常用的A形梯不采用铅合金片，而是形梯不采用铅合金片，而是采用长方形截面的构件，这说明以下哪能采用长方形截面的构件，这说明以下哪能个因素影响着结构的强度？个因素影响着结构的强度？（）A、材料、材料 B、形状、形状 C、构件、构件 D、连接方式、连接方式B知识迁移知识迁移1、分析评价题：自行车是我们生活中常见的结、分析评价题：自行车是我们生活中常见的结构，请根据你所学有关结构的知识回答以下问题构，请根据你所学有关结构的知识回答以下问题:(1)自行车的结构设计除了考虑稳定性外，自行车的结构设计除了考虑稳定性外，还主还主要考虑什么因素？它跟什么因素有关？要考虑什么因素？它跟什么因素有关？(2)自行车的车架为什么采用三角形结构？自行车的车架为什么采用三角形结构？(3)自行车的车架部分采用了空心钢管材料，请自行车的车架部分采用了空心钢管材料，请说明使用这种材料的两种优点。说明使用这种材料的两种优点。（1 1）强度，它与结构的）强度，它与结构的形状、使用的材料和构形状、使用的材料和构件的连接方式有关。件的连接方式有关。（2 2）三角形结构有比较）三角形结构有比较好的稳定性、强度。好的稳定性、强度。（3 3）一是减轻车的自重，）一是减轻车的自重，二是节省材料，降低成二是节省材料，降低成本本 2 2、如图所示，某村庄旁边的小河上原有一座限重如图所示，某村庄旁边的小河上原有一座限重1.51.5吨的简易吨的简易梁式桥。桥下的河水较浅，不能通航。现在由于经济的发展运输梁式桥。桥下的河水较浅，不能通航。现在由于经济的发展运输量有了极大的增加必须使桥梁的承重能力加以提高。但是又不能量有了极大的增加必须使桥梁的承重能力加以提高。但是又不能把桥拆掉后重新再建因为这是该村唯一的公路桥。那么我们应该把桥拆掉后重新再建因为这是该村唯一的公路桥。那么我们应该如何进行改进，设计出符合要求的桥梁结构呢如何进行改进，设计出符合要求的桥梁结构呢?请同学们设计出请同学们设计出3 3种种以上的改良方案。以上的改良方案。选择合适的材料制作斜拉索，并在桥选择合适的材料制作斜拉索，并在桥两侧安装足够强度的立柱。两侧安装足够强度的立柱。由于小河不能通航，所以可以增加由于小河不能通航，所以可以增加一个或几个桥墩来加大承重。一个或几个桥墩来加大承重。在桥面下增加拱形结构，在不影响在桥面下增加拱形结构，在不影响桥面通行的情况下，可以增加桥梁桥面通行的情况下，可以增加桥梁的承重。的承重。在桥的两侧增加钢制的三角形桁架结在桥的两侧增加钢制的三角形桁架结构。构。能 力 拓 展：能 力 拓 展：我 是 小 小我 是 小 小解 说 员解 说 员！赶紧将这美丽的校园运用所学知识介绍给我们的老师和赶紧将这美丽的校园运用所学知识介绍给我们的老师和同学吧！同学吧！能 力 拓 展：能 力 拓 展：我 是 小 小 设 计 师！我 是 小 小 设 计 师！为了我们的小西湖美丽的环境，可爱的小鱼请从为了我们的小西湖美丽的环境，可爱的小鱼请从设计的创新性、实用性、稳固性、美观性等角度，设计的创新性、实用性、稳固性、美观性等角度，设以一块告示牌。宣传语自拟。设以一块告示牌。宣传语自拟。我喜欢洁净，我喜欢洁净，请保护我的家园好吗？请保护我的家园好吗？我喜欢洁净，我喜欢洁净，请保护我的家园好吗？请保护我的家园好吗？