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(共15張PPT)
第四節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制作
教材p33-p36
閱讀材料
長(zhǎng)信宮燈:國(guó)寶級(jí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之精品
西漢的長(zhǎng)信宮燈，工藝精美絕倫,為巔峰之作,如圖1-58所示。
在我國(guó)的燈具文化中，長(zhǎng)信宮燈為什么擁有這樣的極高評(píng)價(jià)
長(zhǎng)信宮燈的正面設(shè)有活動(dòng)擋板，可以利用擋板調(diào)節(jié)燈光的方向。
長(zhǎng)信宮燈的上方設(shè)有煙道（由宮女的一只衣袖與軀體自然組成)，燈內(nèi)點(diǎn)燃的油脂產(chǎn)生的煙塵經(jīng)煙道消散吸附，成功地解決了室內(nèi)空氣被污染的問(wèn)題!
長(zhǎng)信宮燈的特色功效是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的成果!該成果體現(xiàn)的創(chuàng)新與匠心正是需要我們學(xué)習(xí)與傳承的精神!
你還有哪些啟示
一、壁掛式簡(jiǎn)易衣帽架原型制作
我們以前面某小組設(shè)計(jì)的圖1-57所示的壁掛式簡(jiǎn)易衣帽架的初步方案為基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)并制作。
(一）確定設(shè)計(jì)方案
(1)根據(jù)使用的需求，如宿舍同學(xué)需懸掛的衣帽數(shù)量等，來(lái)確定桿件的數(shù)量。
(2）根據(jù)荷載的分析,選定制作桿件和小橫樁的材料及尺寸。
(3）畫草圖，標(biāo)明比例尺。
(4)小組討論，在前面對(duì)衣帽架所做的強(qiáng)度和穩(wěn)定性優(yōu)化的基礎(chǔ)上，做進(jìn)一步的改進(jìn)，確定方案。
(二）完成設(shè)計(jì)制作
(1)繪制正規(guī)圖紙。
(2）制作原型。
技術(shù)實(shí)踐
各小組對(duì)自己設(shè)計(jì)的衣帽架進(jìn)行優(yōu)化并制作出來(lái)。
承怎樣才能將原型制作好 需要滿足兩方面的必要條件:
一是保證達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如設(shè)計(jì)方案中描述的桿件和小橫樁的數(shù)量、材料、尺寸等。
二是保證擁有良好的特性，如承載的強(qiáng)度與穩(wěn)定性等。
閱讀材料
學(xué)技術(shù)要傳承大國(guó)工匠精神學(xué)技術(shù)，要做到勤奮刻苦，精益求精，要學(xué)會(huì)運(yùn)用技術(shù)思想和方法，要有敏銳的工程思維和較強(qiáng)的創(chuàng)造能力，要“堅(jiān)定理想信念、練就過(guò)硬本領(lǐng)、勇于創(chuàng)新創(chuàng)造、矢志艱苦奮斗、錘煉高尚品格”，要傳承大國(guó)工匠精神，做到“唯精唯一”，即用功精深，用心專一。只有這樣，才能創(chuàng)造出精致、精湛、精美的作品。
中國(guó)是一個(gè)“工匠大國(guó)”,如木匠的“祖師爺”魯班、春秋末期鑄劍鼻祖歐冶子、隋代造橋匠師李春、魏晉時(shí)期地圖學(xué)家裴秀等，都是我國(guó)古代著名工匠代表人物。北京故宮之所以能成為世界上最精美的建筑之一，是因?yàn)樗{了當(dāng)時(shí)“百工工藝”和“百工之匠”的高明智慧。近年來(lái)，我國(guó)自主創(chuàng)新“成績(jī)單”更是令世人矚目,中國(guó)高鐵、國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)、天宮二號(hào)、超級(jí)計(jì)算機(jī)、量子衛(wèi)星、FAST射電望遠(yuǎn)鏡（圖1-59 )……都是新時(shí)代大國(guó)工匠精神的結(jié)晶。
二、秋千模型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
(一）評(píng)價(jià)一個(gè)參考設(shè)計(jì)方案
參考設(shè)計(jì)方案如圖1-60所示。
◆考慮下面的問(wèn)題(1）和(2),再小組討論，指出參考設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，填入表1-7。
(1)秋千的各構(gòu)件分別承受了怎樣的力 它們是怎樣抵抗變形的
(2）這種秋千與單杠在功能要求、結(jié)構(gòu)要求、結(jié)構(gòu)方式等方面有何異同
◆考慮下面的問(wèn)題(3）和(4)，歸納改進(jìn)點(diǎn),畫出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)草圖。
(3)秋千架的高度會(huì)帶來(lái)什么影響 秋千繩多長(zhǎng)(離地面多高)為好
(4)各拉桿與立柱之間的夾角應(yīng)怎樣確定
◆考慮下面的問(wèn)題(5)~ (7)，為應(yīng)用本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。
(5）立柱理人地下的部分，用什么樣的幾何形狀好 埋多深 論述其依據(jù)。
(6)秋千的拉桿怎樣與地面連接牢固
(7)應(yīng)考慮哪些與安全有關(guān)的問(wèn)題
(二）秋千結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與模型制作
(1)在分析討論的基礎(chǔ)上,確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。包括:結(jié)構(gòu)框架構(gòu)成,各種構(gòu)件的材料、尺寸(必要時(shí)分別給出視圖和截面圖)及各構(gòu)件的連接與固定方式等。
秋千各構(gòu)件的材料，應(yīng)視構(gòu)件的功能需求來(lái)選擇。如橫梁、立柱，可用木質(zhì)的，也可用鐵質(zhì)的。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)就強(qiáng)度、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性、耐久性等，對(duì)不同材料做出對(duì)比，綜合考虛確定。
(2)繪制正規(guī)設(shè)計(jì)圖紙。
(3)制作模型。
技術(shù)探究
地震對(duì)建筑物的破壞
說(shuō)在前面:
地震是一種多發(fā)的自然災(zāi)害，往往會(huì)給建筑物帶來(lái)嚴(yán)重的破壞。本模擬實(shí)踐試圖從力學(xué)結(jié)構(gòu)的角度,探究地震是怎樣對(duì)建筑物產(chǎn)生破壞的。
本模擬實(shí)踐活動(dòng)，請(qǐng)同學(xué)們特別關(guān)注并做好“模擬操作”與“評(píng)價(jià)分析”兩個(gè)環(huán)節(jié)，努力提高我們的技術(shù)素養(yǎng)。
活動(dòng)準(zhǔn)備:一塊平板（木板或其他材質(zhì)的平板均可)，用來(lái)模擬地球表面（假設(shè)地球某局部表面為平面);積木塊若干，用來(lái)模擬砌墻的材料﹔快干膠水，用來(lái)模擬砌墻的黏合劑。
模擬操作:
(1）將平板置于桌面上。
(2）用積木塊在平板上面模擬砌墻。底層可用10塊或更多塊連放﹔從第二層起，積木塊與下層錯(cuò)開(kāi)放置;如此，可砌至多層，如3層、8層、10多層、20多層、30多層……
(3)將平板在桌面上做小幅低頻震蕩〔模擬弱震)，再小幅高頻震蕩，再大幅高頻震蕩（模擬強(qiáng)震) ….所謂小幅或大幅、低頻或高頻，均為相對(duì)而言，不必拘泥。
(4）仔細(xì)觀察模擬墻發(fā)生的從細(xì)微變形到坍胡的情形，將其記錄下來(lái)。
(5）重新砌墻，重復(fù)步驟(2)~(4)，只是每砌一塊和增砌一層時(shí)，都要在結(jié)合面上抹上快干膠水,并讓其充分黏合。
評(píng)價(jià)分析:
(1)討論分析過(guò)程中，需要注意的是:
1）緊密聯(lián)系所觀察到的模擬墻發(fā)生的變形→坍塌的全過(guò)程。
2)緊密聯(lián)系前面學(xué)習(xí)過(guò)的“結(jié)構(gòu)案例分析方法”和“結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與穩(wěn)定性理論”，試用技術(shù)思想與語(yǔ)言來(lái)提高交流質(zhì)量。
3）每人都要發(fā)言，這是一個(gè)培養(yǎng)與提高技術(shù)素養(yǎng)的好機(jī)會(huì)。
(2)討論分析過(guò)程中，需參考的部分問(wèn)題是:
1)建筑物結(jié)構(gòu)被地震破壞主要是因“強(qiáng)度”不好被破壞，還是因“穩(wěn)定性”不好被破壞,還是…
2)臺(tái)風(fēng)對(duì)建筑物也會(huì)有破壞。那么，究其破壞成因，地震與臺(tái)風(fēng)有何異同
說(shuō)在后面:
通過(guò)這樣的簡(jiǎn)易模擬實(shí)踐活動(dòng)，包括實(shí)時(shí)操作→觀察現(xiàn)象→討論交流，你有哪些收荻 對(duì)結(jié)構(gòu)技術(shù)增長(zhǎng)了哪些認(rèn)知
總結(jié)一下，建議用恰當(dāng)?shù)姆绞接涗浵聛?lái)。

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