《简单结构的设计》教学

简 单 结 构 的 设 计 一 、 结 构 设 计 应 考 虑 的 主 要 因 素 一 、 结 构 设 计 的 目 标 及 要 求 应 以 一 种 或 几 种 功 能 的 实 现 为 目 标 ， 满 足 设计 规 范 ， 满 足 使 用 者 的 基 本 需 要 。 儿 童 自 行 车 的 结 构 设 计 首 先 应 以 代 步 、 锻 炼 儿 童 的 手 脚 协 调 能力 为 设 计 目 标 ：其 次 要 满 足 童 车 结 构 设 计 的 国 家 标 准 和 规范 要 求 ， 如 自 行 车 的 链 轮 、 链 条 车 把 、 车闸 有 一 定 的 要 求 ， 否 则 设 计 应 视 为 不 合 格 。 阅 读 ： 商 业 建 筑 的 设 计 规 范 门 净 宽 度 不 得 小于 1.4m ， 不 应 设门 槛 。 室 内 楼 梯 每 梯 段 净 宽 不 应 小 于 1.4m ， 踏 步 高度 不 应 大 于 0.16m ， 宽 度 不 应 小 于 0.28m 。 轮 椅 坡 道 坡 度 不应 大 于 1： 12，两 侧 应 设 高 度 为0.65m 的 扶 手 。 标 准 化 的 作 用 标 准 化 为 科 学 管 理 奠 定 了 基 础 促 进 经 济 全 面 发 展 ,提 高 经 济 效 益 标 准 化 是 科 研 ,生 产 ,使 用 三 者 之 间 的 桥 梁 标 准 化 为 组 织 现 代 化 生 产 创 造 了 条 件 促 进 对 资 源 的 合 理 利 用 ,保 持 生 态 平 衡 ,维 护 人 类 社 会 当 前和 长 远 的 利 益 合 理 发 展 产 品 品 种 ,提 高 企 业 应 变 能 力 ,以 更 好 地 满 足 社 会需 求 保 证 产 品 质 量 ,维 护 消 费 者 利 益 在 社 会 生 产 组 成 部 分 之 间 进 行 协 调 ,确 立 共 同 遵 循 的 准 则 ,建 立 稳 定 地 秩 序 消 除 贸 易 障 碍 ,促 进 国 际 技 术 交 流 和 贸 易 发 展 ,提 高 产 品 在国 际 市 场 上 的 竞 争 能 力 方 面 有 重 大 地 作 用 保 障 身 体 健 康 和 生 命 安 全 ,大 量 地 环 保 标 准 ,卫 生 标 准 和 安全 标 准 制 定 发 布 后 ,用 法 律 形 式 强 制 执 行 ,对 保 障 人 民 的 身 体 健 康 和 生 命 财 产 安 全 具 有 重 大 作 用 二 、 结 构 设 计 应 考 虑 的 主 要 因 素结 构 设 计 应 以 一 种 或 几 种 功 能 的 实 现 为 基 本 目 标 , 应 满足 设 计 规 范 , 满 足 使 用 者 的 基 本 需 要 。 功 能 问 题 成 本 问 题 安 全 问 题 美 观 问 题 案 例 分 析 ： 户 外 广 告 牌 结 构 设 计 中 的 抗 风 问 题 马 上 行 动 二 简 单 结 构 的 设 计 案 例 复 习设 计 的 一 般 过 程 是 怎 样 的 ？ 1. 发 现 和 明 确 问 题 2. 制 定 设 计 方 案 3. 制 作 模 型 或 原 型 4. 测 试 、 评 估 及 优 化 5. 产 品 的 使 用 和 维 护 1.能 方 便 地 取 放 照 片 。2.具 有 一 定 的 稳 定 性 和 强 度 。3.具 有 一 定 的 装 饰 性 。4.结 构 设 计 有 创 新 性 和 新 颖 性设 计 要 求 ：美 观 ,个 性 化 需 要 ,稳 定 性 ,成 本 制 作 简 易 相 片 架 应 考 虑 哪 些 方 面 的 因 素 ? (1)设 计 分 析 ： 1、 框 架2、 玻 璃 棉 板3、 底 板4、 支 架（ 一 ） 分 析 相 框 的 构 成 ： (2)分 析 相 框 的 强 度外 力 长 方 形 挪 位 变 形 松 动 措 施(4)分 析 支 架 的 结 构1、 支 架 的 支 撑 形 式 的 选 择 。2、 支 架 构 件 的 截 面 形 状 以 及 连 接 。(3)制 作 相 片 架 的 材 料 和 工 具 方 案 A 方 案 B 方 案 C 创 意 相 框 设 计 创 意 相 框 设 计 制 作 评 价 在 实 现 基 本 功 能 的 基 础 上 ,增 加 多 种 功 能 注 意 结 构 的 灵 活 应 用 注 意 提 高 技 术 性 注 意 融 入 文 化 ,增 强 文 化 底 蕴 增 加 修 饰 ,增 强 美 感 “木 板 夹 心 ” 房 如 何 赏 析 结 构 设 计 作 品 ？赏 析 结 构 设 计 作 品 ,可 从 技 术 与 文 化 两 个 角 度 进 行 。（ 1） 技 术 的 角 度 主 要 有 ： 结 构 功 能 、 稳 固 耐 用 、造 型 设 计 的 创 意 和 表 现 力 、 材 料 使 用 的 合 理 性 ，工 艺 制 造 的 精 湛 程 度 等 。（ 2） 文 化 的 角 度 主 要 有 ： 文 化 寓 意 与 传 达 ， 公 众认 可 的 美 学 原 则 ， 反 映 的 时 代 、 民 族 、 习 俗 方 面的 特 征 、 结 构 的 个 性 特 征 等 。 著 名 桥 梁 设 计 赵 州 桥 又 名 安 济 桥 ，建 于 隋 大 业 (公 元 605-618)年 间 ， 是 著 名 匠 师李 春 建 造 。 桥 长 64.40米 ， 跨 径 37.02米 ， 是当 今 世 界 上 跨 径 最 大 、建 造 最 早 的 单 孔 敞 肩 型石 拱 桥 。 饕 餮 ,最 贪 吃 ,能 吃 能 喝 ,常 饰 于 鼎 的 盖 子上 。 因 它 能 喝 水 ,几 乎 在 古 代 桥 梁 外 侧 正 中 都能 见 到 ,防 止 大 水 将 桥 淹 没 。 赵 州 桥 栏 板 上 的 饕 餮 (仿 隋 朝 栏 板 ） 1991年 9月 ， 赵 州 桥 被 美 国 土 木 工 程 师 学 会 选 定取 为 第 十 二 个 “ 国 际 土 木 工 程 里 程 碑 ” ， 并 在 桥 北端 东 侧 建 造 了 “ 国 际 土 木 工 程 历 史 古 迹 ” 铜 牌 纪 念碑 。 多 瑙 河 桥 是 跨越 多 瑙 河 的 一 座混 凝 土 斜 拉 桥 ，全 长 406m， 通航 孔 177m， 截面 采 用 具 有 较 好的 抗 风 和 抗 震 性能 的 箱 形 截 面 。著 名 桥 梁 设 计 福 斯 湾 悬 臂 钢桁 架 桥 位 于 英 国苏 格 兰 东 海 岸 ，为 19世 纪 末 期 世界 上 最 大 的 双 线铁 路 、 悬 臂 刚 桁架 桥 ， 该 桥 1883年 开 工 ， 1889年竣 工 。著 名 桥 梁 设 计 高 明 桥 是 一 跨越 西 江 的 大 型 公 路桥 ， 主 通 航 孔 采 用中 承 式 钢 管 混 凝 土拱 ， 引 桥 系 钢 筋 混凝 土 肋 拱 ， 属 于 弓形 拱 桥 。 著 名 桥 梁 设 计 维 拉 札 诺 桥 位于 美 国 纽 约 ， 是 跨越 维 拉 札 诺 海 峡 的双 层 公 路 悬 索 桥 。双 面 悬 索 ， 每 面 均为 双 索 。著 名 桥 梁 设 计 飞 檐 案 例 分 析 ： 飞 檐 、 斗 拱 飞 檐 5层 ， 从楼 的 纵 向 看 各 层排 檐 与 楼 名 直 接有 关 ， 形 如 黄 鹤 ，展 翅 欲 飞 。 整 座楼 的 雄 浑 之 中 又不 失 精 巧 ， 富 于变 化 的 韵 味 和 美感 。 黄 鹤 楼 斗 拱 斗 拱 是 中 国 木 构 架建 筑 特 有 的 结 构 构 件 ，在 结 构 上 挑 出 承 重 ， 并将 屋 顶 的 大 面 积 荷 载 经斗 拱 传 递 到 柱 上 。 它 有一 定 的 装 饰 作 用 ， 又 是屋 顶 和 屋 身 的 过 渡 。 此外 ， 它 还 是 封 建 社 会 森严 的 等 级 制 度 的 象 征 和重 要 的 建 筑 尺 度 衡 量 标准 。 斗 拱 一 般 使 用 在 高级 的 官 式 建 筑 中 ， 称 为大 式 建 筑 。 因 为 斗 拱 的重 要 性 ， 历 代 建 筑 对 它十 分 重 视 ， 使 它 成 为 判断 建 筑 时 代 的 重 要 标 志 之 一 。 释 迦 木 塔 位 于 应 县 城 内 西北 佛 宫 寺 内 ， 俗 称 应 县 木 塔 。建 于 辽 清 宁 二 年 （ 公 元 1056年 ） ， 金 明 昌 六 年 （ 公 元 1195年 ） 增 修 完 毕 。 是 我 国 现 存 最高 最 古 的 一 座 木 构 塔 式 建 筑 。为 全 国 重 点 文 物 保 护 单 位 。 应 县 木 塔 的 设 计 ， 广 泛 采用 斗 拱 结 构 ， 全 塔 共 用 斗 拱 54种 ， 每 个 斗 拱 都 有 一 定 的 组 合形 式 ， 设 计 科 学 严 密 ， 构 造 完美 ， 巧 夺 天 工 ， 是 一 座 既 有 民族 风 格 、 民 族 特 点 ， 又 符 合 宗教 要 求 的 建 筑 ， 在 我 国 古 代 建筑 艺 术 中 可 以 说 达 到 了 最 高 水平 ， 即 使 现 在 也 有 较 高 的 研 究 价 值 。 应 县 木 塔 中 国 古 建 筑 以 木 材 、 砖 瓦 为 主 要 建 筑 材 料 ， 以 木 构 架结 构 为 主 要 的 结 构 方 式 。 此 结 构 方 式 ， 由 立 柱 、 横 梁 、 顺檩 等 主 要 构 件 建 造 而 成 ， 各 个 构 件 之 间 的 结 点 以 榫 卯 相 吻合 ， 构 成 富 有 弹 性 的 框 架 。 木 构 架 结 构 有 很 多 优 点 。 首 先 ，承 重 与 围 护 结 构 分 工 明 确 ， 屋 顶 重 力 由 木 构 架 来 承 担 ， 外墙 起 遮 挡 阳 光 、 隔 热 防 寒 的 作 用 ， 内 墙 起 分 割 室 内 空 间 的作 用 。 由 于 墙 壁 不 承 重 ， 这 种 结 构 赋 予 建 筑 物 以 极 大 的 灵活 性 。 其 次 ， 有 利 于 防 震 、 抗 震 。 木 构 架 结 构 很 类 似 今 天的 框 架 结 构 ， 由 于 木 材 具 有 的 特 性 ， 且 构 架 的 结 构 所 用 斗拱 和 榫 卯 又 都 有 若 干 伸 缩 余 地 ， 因 此 在 一 定 限 度 内 可 减 少由 地 震 对 这 种 构 架 所 引 起 的 危 害 。 “ 墙 倒 屋 不 塌 ” 形 象 地表 达 了 这 种 结 构 的 特 点 。中 国 古 代 建 筑 的 特 点 阅 读 ： 案 例 分 析 蛋 形 椅 （ 课 本 32页 ） 阿 纳 雅 格 布 森 被 认 为 是 20世 纪 丹 麦 最 有 成 就的 建 筑 师 ， 室 内 设 计 师 ， 家 具 设 计 师 和 手 工 艺 品 设计 师 ， 也 是 仅 有 的 几 个 将 自 己 的 名 字 镌 刻 在 建 筑 与设 计 这 两 个 领 域 历 史 里 的 设 计 师 。 他 的 作 品 不 仅 是 博 物 馆 中 的 经 典 藏 品 ， 更 成 为丹 麦 人 日 常 生 活 中 不 可 缺 少 的 一 部 分 ， 如 一 个 杯 子或 者 一 盏 壁 灯 。 它 的 作 品 呈 现 出 一 种 批 判 的 地 方 色 彩 ， 是 传 统 手法 与 功 能 信 条 的 冲 撞 。 他 的 每 一 个 作 品 均 具 有 适 合 的尺 度 、 细 节 和 意 念 。 他 还 为 自 己 的 大 部 分 建 筑 作 品 设计 家 具 和 配 件 。 对 作 品 ， 他 注 重 细 节 ， 材 料 的 选 用 ，传 统 与 实 用 的 结 合 。 雅 格 布 森 是 个 功 能 主 义 者 ， 但 他是 个 浪 漫 的 功 能 主 义 者 。 他 的 整 体 设 计 思 想 ， 包 括 建筑 概 念 ， 平 面 设 计 ， 构 成 比 例 ， 色 彩 、 质 料 、 陈 设 、灯 光 、 织 物 等 都 应 表 达 相 同 的 内 涵 和 主 题 。 练 习 ： 课 本 33页盖 里 椅 功 能 ： 在 使 用 功 能 上 ， 盖 里 椅 具 有其 他 椅 子 相 同 的 功 效 ， 唯 一 的 缺 点 是 没有 扶 手 ， 而 且 椅 子 面 过 于 平 直 ， 坐 久 了人 会 觉 得 不 舒 服 。 结 构 设 计 ： 盖 里 椅 结 构 上 简 洁 大 方 ,线 条 明 快 ,有 流 动 感 。 占 地 面 积 小 ， 却 十分 平 稳 。 但 椅 子 的 旋 转 性 差 ， 不 能 随 意转 动 使 得 它 灵 活 性 也 差 。 制 造 技 术 ： 盖 里 椅 要 达 到 整 体 统 一的 完 美 线 条 和 弯 曲 效 果 ， 还 要 考 虑 到 重心 的 位 置 高 低 和 椅 子 承 受 能 力 的 大 小 ，对 制 造 来 说 ， 是 一 次 挑 战 。 审 美 ： 盖 里 椅 的 结 构 传 达 出 一 种 盘旋 上 升 、 奋 发 向 上 的 精 神 ， 具 有 雕 塑 般 的 美 感 和 强 烈 的 时 代 气 息 ， 形 成 了 优 雅的 浪 漫 主 义 设 计 风 格 。 作 为 当 代 杰 出 设 计 大 师 雅 格 布 森 的 设 计 作 品 ，盖 里 椅 流 畅 柔 软 的 线 条 带 给 人 轻 松 的 心 情 ， 金 属 的质 感 透 过 视 觉 冲 击 人 们 的 内 心 。 坐 着 的 人 在 不 知 不觉 中 陷 入 雅 格 布 森 那 宁 静 而 又 充 满 想 象 的 世 界 。 “ 最 好 的 设 计 便 是 没 有 设 计 。 ” 正 如 这 句 话 一 样 ，盖 里 椅 的 设 计 其 实 算 不 上 设 计 ， 但 它 确 给 了 人 们 另一 番 感 受 。 中 国 古 典 家 具 榫 卯 结 构 欣 赏 古 代 的 木 工 技 艺 一 直 是 中 国 古 典 家 具 中 令 人 神 往 的一 面 ， 木 工 运 用 巧 妙 的 构 思 创 造 出 传 奇 般 的 榫 卯 结 构 。中 国 榫 卯 的 起 源 可 能 比 汉 字 还 要 早 。 早 在 7000年 前 的 河姆 渡 文 化 中 ， 榫 卯 技 术 已 经 出 现 在 原 始 先 民 们 居 住 的 木结 构 的 房 子 中 。 榫 卯 是 中 国 建 筑 中 最 早 具 有 科 学 设 计 意义 的 语 言 ， 在 我 们 民 族 文 明 发 展 史 上 ， 如 同 汉 字 的 发 明源 远 流 长 、 自 成 体 系 。 家 具 发 展 规 律 是 传 承 了 传 统 建 筑木 结 构 原 理 。 传 统 建 筑 的 精 华 是 以 无 与 伦 比 、 错 综 复 杂的 榫 卯 斗 拱 设 计 而 赋 予 它 生 命 的 。 经 典 的 家 具 如 同 建 筑的 浓 缩 ， 让 我 们 更 容 易 体 会 先 民 们 的 智 慧 。 中 国 传 统 家 具 的 榫 卯 结 构 到 明 代 达 到 高 峰 。 海 外性 坚 质 细 的 硬 木 因 郑 和 下 西 洋 而 不 断 进 入 中 国 。 使 匠师 们 对 于 硬 木 操 作 积 累 了 丰 富 的 经 验 ， 把 复 杂 而 巧 妙的 榫 卯 结 构 按 照 他 们 的 意 图 制 造 出 来 。 构 件 之 间 ， 完全 不 用 金 属 钉 子 。 全 凭 榫 卯 就 可 以 做 到 上 下 、 左 右 、粗 细 斜 直 连 接 合 理 ， 面 面 俱 到 。 其 工 艺 之 精 确 ， 扣 合之 严 密 ， 使 人 有 天 衣 无 缝 之 感 。 硬 质 材 料 对 榫 卯 要 求特 别 高 ， 这 是 硬 质 材 料 本 身 的 特 点 所 致 ， 它 不 像 其 他软 木 那 样 有 耐 受 性 。 硬 质 木 材 顾 名 思 义 就 是 一 个 “ 硬 ”字 ， 大 凡 硬 木 都 坚 而 脆 ， 无 伸 缩 性 。 榫 卯 必 须 做 得 松 紧 得 宜 、 科 学 合 理 ， 如 果 榫 大 眼 小 ，装 榫 时 用 力 过 大 则 易 开 裂 ， 榫 小 眼 大 则 易 脱 落 。 而 软 木榫 眼 ， 一 般 榫 大 眼 小 ， 用 力 装 榫 ， 打 入 眼 中 ， 眼 不 裂 而榫 则 压 缩 变 小 不 会 损 坏 。 标 准 要 求 是 ： 硬 木 榫 用 锤 子 轻轻 敲 打 可 以 装 入 眼 中 ， 即 不 裂 开 ， 也 不 脱 落 。 明 式 家 具制 造 工 艺 技 术 之 精 湛 ， 结 构 之 合 理 可 以 说 是 史 无 前 例 的 ，在 使 家 具 达 到 所 需 要 的 力 学 强 度 的 同 时 ， 又 实 现 了 功 能与 形 式 的 完 美 统 一 。