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(共37張PPT)
結(jié)構(gòu)與設(shè)計
認識結(jié)構(gòu)
結(jié)構(gòu)與設(shè)計
探究
結(jié)構(gòu)
認識結(jié)構(gòu)
（一）
1
了
解
結(jié)
構(gòu)
2
結(jié)
構(gòu)
與
力
3
結(jié)
構(gòu)
類
型
1、 了解結(jié)構(gòu)
自然界中結(jié)構(gòu)
思考：自然界中這些結(jié)構(gòu)有什么特點，在日常生活中，
有沒有什么物品是仿造這些結(jié)構(gòu)設(shè)計的？
1、 了解結(jié)構(gòu)
生活中結(jié)構(gòu)
思考：自然界中這些結(jié)構(gòu)有什么特點，在日常生活中，
有沒有什么物品是仿造這些結(jié)構(gòu)設(shè)計的？
尼龍搭扣
蜂窩輪胎
1、 了解結(jié)構(gòu)
☆世界上任何事物都存在結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的多樣性決定的事物存在的性質(zhì)。
結(jié)構(gòu)：事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。
2、 結(jié)構(gòu)與力
☆從力學角度：結(jié)構(gòu)都要承受力的作用，在一定的范圍內(nèi)都具有抵御其形狀和大小改變的能力。
所以，在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，首先應(yīng)考慮結(jié) 構(gòu)必須能夠承受功能上所需求的外力。
拉力
壓力
根據(jù)構(gòu)件的受力和變形形式，可將作用在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上的力分為5種：
剪切力
彎曲力
扭
轉(zhuǎn)
力
思考：日常生活
中有哪些物品時
受到這些力的
作用？
Q1：吊蘭的支撐架受什么力？
Q2：橋墩承受來自橋面、橋上荷載的力，它受什么力？
3、 結(jié)構(gòu)類型
按結(jié)構(gòu)在
承受和傳遞力
的方式分：
實體結(jié)構(gòu)
框架結(jié)構(gòu)
殼體結(jié)構(gòu)
a、實體結(jié)構(gòu)：
定義：結(jié)構(gòu)體本身是實心的結(jié)構(gòu)。
受力特點：利用自身來承受荷載，主要承受壓力。
舉例：實心墻、大壩……
b、框架結(jié)構(gòu)：
定義：結(jié)構(gòu)體由細長的構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)。
受力特點：通過條狀物的連接承受荷載，既可以承受壓力，又能夠承受拉力。
舉例：鐵架塔、建筑用腳手架……
c、殼體結(jié)構(gòu)：
定義：通常是指層狀的結(jié)構(gòu)。
受力特點：通過殼形來傳遞力和承受荷載，特別
是當頂部受到壓力時能將力均勻擴散。
舉例：摩托車頭盔、貝殼……
認識結(jié)構(gòu)
結(jié)構(gòu)與設(shè)計
探究
結(jié)構(gòu)
探究結(jié)構(gòu)
（二）
1、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性
2、結(jié)構(gòu)的強度
探究結(jié)構(gòu)
（二）
1、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性
結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性：是指結(jié)構(gòu)在負載的作用下維持其原有的平衡狀態(tài)的能力。
[因素1]：重心的高低
重心越低,穩(wěn)定性越好;
重心越高,穩(wěn)定性越差。
影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素
影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素
活動：三個質(zhì)量完全相同的小桌子在承重的情況下，哪一個的穩(wěn)定性會更好，為什么？
[因素2]：支撐面積的大小
影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素
支撐面越大越穩(wěn)定，
越小越不穩(wěn)定。
接觸面
支撐面
注意：支撐面≠接觸面。
思考：物體什么時候傾倒？
結(jié)論：結(jié)構(gòu)重心所在點的垂線落在結(jié)構(gòu)支撐面的范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)就是穩(wěn)定的，否則就是不穩(wěn)定的。
A形梯為什么載人時能夠保持穩(wěn)定？
如果沒有梯子中間的拉桿將會怎么樣？
[因素3]：結(jié)構(gòu)的形狀
影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素
三角形較穩(wěn)定
影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素<小結(jié)>
重心的高低
支撐面積的大小
結(jié)構(gòu)的形狀
反其道而行之不穩(wěn)定性的應(yīng)用
探究結(jié)構(gòu)
（二）
2、結(jié)構(gòu)的強度
結(jié)構(gòu)的強度：結(jié)構(gòu)具有的抵抗被外力破壞的能力。
2、 結(jié)構(gòu)的強度
結(jié)構(gòu)的強度是通過構(gòu)件和材料來體現(xiàn)的。
2、 結(jié)構(gòu)的強度
強度與應(yīng)力
內(nèi)力：外力使構(gòu)件發(fā)生變形的同時，構(gòu)件內(nèi)部分子之間隨之產(chǎn)生一種抵抗變形的抵抗力，稱為內(nèi)力。
應(yīng)力：作用在單位截面積上的內(nèi)力稱為應(yīng)力。
強度與應(yīng)力
應(yīng)力計算公式：
σ＝N / S
分析: σ的大小與N、S有關(guān),
S不變時, N 越大,σ越大,構(gòu)件變形越大,
可見：σ可以表示構(gòu)件形變的大小。
N不變時，S越大,σ越小，構(gòu)件的形變就越小，構(gòu)件就越結(jié)實。
2、 結(jié)構(gòu)的強度
[因素1] 強度與材料
影響強度的因素
VS
結(jié)構(gòu)的強度與材料有關(guān)
[因素2] 強度與材料的形狀
影響強度的因素
相同材料，相同截面積，不同截面形狀的構(gòu)件強度不同。
☆ 結(jié)構(gòu)的形狀不僅影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，
同時也影響結(jié)構(gòu)的強度。
[因素3] 構(gòu)件的連接方式
影響強度的因素
結(jié)構(gòu)的連接：是指通過一定的連接物將構(gòu)件組成整體結(jié)構(gòu)。
結(jié)構(gòu)構(gòu)建的連接通常有以下兩類：
鉸連接 剛連接
[因素3] 構(gòu)件的連接方式
影響強度的因素
鉸連接：被連接的構(gòu)件在連接處不能相對移動，但可以相對轉(zhuǎn)動，具體有松螺栓、松鉚等。
輪子
軸承
合頁
[因素3] 構(gòu)件的連接方式
影響強度的因素
剛連接：被連接的構(gòu)件在連接處不能相對移動，也不能相對轉(zhuǎn)動，具體有榫接、膠接、焊接等。
膠接
榫接
影響強度的因素<小結(jié)>
材料
材料的形狀
構(gòu)件間的連接方式
影響強度的因素<小結(jié)>
案例分析：
吊蘭支撐使用的三角形支架結(jié)構(gòu)，而不使用由一根直桿挑起的結(jié)構(gòu)。從材料方面考慮，吊蘭的三角形支架使用的是鋼管而不是木條或塑料，鋼管抗拉力性能好。從連接方式考慮，吊蘭的三角形支架的構(gòu)件是焊接而不是捆縛，這種連接方式更牢固。
課后探究
在戶外廣告牌的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)該考慮其抗風性能，以減少正面風的壓力。請你就戶外廣告牌的設(shè)計中的問題，提出改進方案。

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