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第一章：結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
從力學(xué)的角度理解結(jié)構(gòu)，理解結(jié)構(gòu)對(duì)技術(shù)產(chǎn)品及其功能實(shí)現(xiàn)的獨(dú)特價(jià)值。
了解結(jié)構(gòu)的一般分類和簡單的受力分析方法。
學(xué)會(huì)分析影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的因素，能夠?qū)懗鲈囼?yàn)報(bào)告。
能進(jìn)行簡單的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)繪制設(shè)計(jì)圖樣，并做出原型或模型。
能從歷史、文化和技術(shù)的角度欣賞并評(píng)價(jià)典型結(jié)構(gòu)。
第一節(jié)：認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)
一、感知不同的結(jié)構(gòu)
結(jié)構(gòu)是指事物的各個(gè)組成部分之間的有序搭配和排列。結(jié)構(gòu)普片存在于自然界和人類創(chuàng)造的各種物體中，形式多種多樣。
蜜蜂是自然界中卓越的建筑大師，蜂巢的結(jié)構(gòu)精巧美觀。蜂巢由幾千甚至數(shù)萬間蜂房組成，每間蜂房都是大小相等的六棱柱體，底面由3個(gè)全等的菱形面封閉起來，形成一個(gè)倒角的錐形，每排蜂房平行排列并相互嵌接。對(duì)于群居的蜜蜂而言，這種結(jié)構(gòu)的居住空間用材最少且容積最大。
建筑結(jié)構(gòu)必須堅(jiān)固、穩(wěn)定性好。
橋梁結(jié)構(gòu)必須承受其自身重力和相應(yīng)載荷
自然界中的物體都有其特定的結(jié)構(gòu)。人們通過對(duì)自然界結(jié)構(gòu)的分析和研究，將其應(yīng)用于技術(shù)領(lǐng)域，更好的為人類服務(wù)。
各類仿生產(chǎn)品
二、認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)與力
從力學(xué)的角度看，結(jié)構(gòu)是指可承受一定力的物體形態(tài)，結(jié)構(gòu)可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。在各種各樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，人們都需要考慮力的作用，那么結(jié)構(gòu)與力的關(guān)系是怎樣的呢
物體的結(jié)構(gòu)由其構(gòu)建組成，構(gòu)建在收到外力作用時(shí)有5種變形形式：拉伸變形、擠壓變形、剪切變形、彎曲變形、扭曲變形。
合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一般要求構(gòu)件能夠承受一定范圍內(nèi)相應(yīng)的力而不至于使構(gòu)件受到破壞，如單杠橫桿要能承受彎曲變形的力、桌子要能承受壓力、螺絲刀要能承受扭曲變形的力、拔河用的繩子要能承受拉力。我們使用剪刀時(shí)，剪刀的剪切能力越強(qiáng)，則剪切效果越好。
三、了解結(jié)構(gòu)的分類
結(jié)構(gòu)的分類多種多樣，從形態(tài)方面考慮，通常可以將結(jié)構(gòu)分成三種基本類型：實(shí)體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、殼體結(jié)構(gòu)。
城墻：實(shí)體結(jié)構(gòu)
建筑：框架結(jié)構(gòu)
汽車：殼體結(jié)構(gòu)
1.實(shí)體結(jié)構(gòu)
通常是指結(jié)構(gòu)體本身是實(shí)心的結(jié)構(gòu)。如墻壁、柱子、實(shí)心球等等。
特點(diǎn)：材料充滿結(jié)構(gòu)的空間。能承受較大的壓力，而承受拉力的能力相對(duì)較差。
2.框架結(jié)構(gòu)
通常是指結(jié)構(gòu)體本身由細(xì)長的構(gòu)件組成，支撐空間卻不充滿空間。如窗戶、畫框、房子的架構(gòu)等等。
特點(diǎn)：利用條狀物鏈接而成，用較少的材料得到較大的空間，能承受拉力和壓力。
3.殼體結(jié)構(gòu)
殼形結(jié)構(gòu)通常是指層狀的結(jié)構(gòu)。如頭盔、汽車飛機(jī)的外殼等等。
特點(diǎn)：殼體的形狀是“拱起”狀，當(dāng)頂部受到壓力時(shí)，能將力沿著殼型方向傳遞擴(kuò)散。
實(shí)體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、殼體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
實(shí)體結(jié)構(gòu)利用自身來承受荷載，主要承受壓力。
框架結(jié)構(gòu)通過條狀物的連接來承受荷載，既能承受壓力又能夠承受拉力。
殼體結(jié)構(gòu)通過殼形來傳遞力和承受荷載，特別是當(dāng)殼形頂部受到壓力時(shí),它能將力均勾擴(kuò)散。
練習(xí)
1.如圖是2008年北京奧運(yùn) 會(huì)主會(huì)場“鳥巢”，請(qǐng)利用學(xué)過的結(jié)構(gòu)分類知識(shí),分析其主體結(jié)構(gòu)是什么類型，并查閱資料說明采用這種結(jié)構(gòu)類型的優(yōu)點(diǎn)。
2.為什么輕輕一敲雞蛋它就會(huì)破，而把雞蛋放在手心，用力握它，它反而不容易破
3.舉幾個(gè)組合結(jié)構(gòu)的例子，并分析它們是由哪些基本結(jié)構(gòu)組成的。

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