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第一章 結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)第一節(jié) 典型結(jié)構(gòu)的認(rèn)知學(xué)習(xí)目標(biāo)1. 了解結(jié)構(gòu)的含義，能從力學(xué)角度理解結(jié)構(gòu)的概念。2.能辨識(shí)幾種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)形式。情境引入在我們?nèi)粘Ｉ罨蚬ぷ髦薪?jīng)常會(huì)用到“結(jié)構(gòu)”一詞，如關(guān)系國(guó)計(jì)民生的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，涉及人類本身奧秘的人體結(jié)構(gòu)，以及研究物質(zhì)組成的微觀結(jié)構(gòu)等。“結(jié)構(gòu)”一詞涉及的領(lǐng)城很聲，在本教材中我們主要關(guān)注應(yīng)用于工程技術(shù)領(lǐng)城的結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)問(wèn)題。大家認(rèn)識(shí)圖1.1中的這些建筑嗎 查查看，它們都運(yùn)用了什么結(jié)構(gòu)。情境引入情境引入再看一組我們生活中常見(jiàn)的物品(圖 1.2)，它們又都運(yùn)用了什么結(jié)構(gòu)呢 一、什么是結(jié)構(gòu)古代人類利用土、石、草、竹、木等天然材料的特點(diǎn)，逐步摸索出圓拱、支架等結(jié)構(gòu)形式，以及扎結(jié)、夯筑等構(gòu)筑方式。通過(guò)不斷實(shí)踐，并結(jié)合當(dāng)時(shí)的建筑藝術(shù)，筑成了雄偉壯麗、風(fēng)格各異的工程建筑，如中國(guó)的長(zhǎng)城、埃及的金字塔、希臘的神廟、意大利的古羅馬競(jìng)技場(chǎng)等。一、什么是結(jié)構(gòu)18 世紀(jì)工業(yè)革命后，建造技術(shù)由手工方式轉(zhuǎn)變?yōu)榘霗C(jī)械化和機(jī)械化:工程結(jié)構(gòu)從簡(jiǎn)單的拱、梁、板、柱元件或框架(桁架)等組成的一般結(jié)構(gòu)，變化為適應(yīng)于大跨度的折板、薄殼、網(wǎng)架、基索、簡(jiǎn)體及懸吊等空間結(jié)構(gòu);在高度上由單層、多層、高層發(fā)展到超高層。跨度由十幾米發(fā)展到幾百米，長(zhǎng)度由幾百米發(fā)展到幾千米。如中國(guó)四川涼山雅礱江上壩高305m的錦屏混凝土雙曲拱壩，跨度為1176m的中國(guó)湘西矮塞特大景索橋，阿聯(lián)酋高達(dá)828 m 的鋼結(jié)構(gòu)哈利法塔(原名迪拜塔)，融合了中國(guó)古代營(yíng)造法和現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念的中華藝術(shù)宮等，它們以大，輕，美等特點(diǎn)展現(xiàn)在人們面前(圖1.3)一、什么是結(jié)構(gòu)一、什么是結(jié)構(gòu)人們常說(shuō)“結(jié)構(gòu)無(wú)處不在”。世界上任何事物都有其結(jié)構(gòu)，所以從廣義上講，結(jié)構(gòu)是指事物各個(gè)組成部分之間的有序搭配和排列，結(jié)構(gòu)的多樣性決定了事物的性質(zhì)和形態(tài)的多樣性。從技術(shù)和設(shè)計(jì)中的力學(xué)角度講。結(jié)構(gòu)是指可承受一定載荷和應(yīng)力的架構(gòu)形態(tài)，可以抵抗引起形狀改變的力。二、常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)類型根據(jù)力學(xué)架構(gòu)與形態(tài)，通常將結(jié)構(gòu)分為三種基本類型:桁架結(jié)構(gòu)、薄殼結(jié)構(gòu)和實(shí)體結(jié)構(gòu)。(一)桁架結(jié)構(gòu)桁架結(jié)構(gòu)是以剛性桿件組成的結(jié)構(gòu)，桿件的基本特征是它的長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于其截面的寬度和高度。桿件按一定的規(guī)律在空間排布成簡(jiǎn)單或復(fù)雜的形狀，其特點(diǎn)是支撐空間而不充滿空間，可以支持比自身質(zhì)量大得多的載荷。桁架結(jié)構(gòu)不僅應(yīng)用在廠房建筑、橋梁結(jié)構(gòu)中，也常應(yīng)用于民用機(jī)械和航空工業(yè)中。圖 1.4 所示的結(jié)構(gòu)都是典型的桁架結(jié)構(gòu)。通用技術(shù)必修2精品課二、常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)類型二、常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)類型(二)薄殼結(jié)構(gòu)薄殼結(jié)構(gòu)是由若干塊薄板組成，板的厚度遠(yuǎn)小于長(zhǎng)和寬兩個(gè)尺寸，通常具有曲面輪磨的外形，且造型輕巧而優(yōu)雅。其受力特點(diǎn)是:通過(guò)殼形來(lái)傳遞力和承受負(fù)載，特別是當(dāng)殼形頂部受到壓力時(shí)，它能將外力均勻擴(kuò)散，以較小厚度的構(gòu)件(組成建筑物或機(jī)械某一結(jié)構(gòu)的單元)形成承載能力很高的結(jié)構(gòu)。薄殼結(jié)構(gòu)具有的這些特點(diǎn)，在生產(chǎn)生活、國(guó)防裝備中得到了廣泛的應(yīng)用，如圖 1.5 所示。二、常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)類型如圖 1.6所示的中國(guó)國(guó)家大劇院,就采用了薄殼結(jié)構(gòu)屋頂，且沒(méi)有使用任何柱子進(jìn)行支撐，造型新穎、前衛(wèi)，已成為一處別具特色的觀景勝地。二、常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)類型(三)實(shí)體結(jié)構(gòu)實(shí)體結(jié)構(gòu)也可稱為實(shí)心結(jié)構(gòu)，通常是指三個(gè)方向的尺度大約為同一數(shù)量級(jí)，構(gòu)造物質(zhì)充滿整個(gè)結(jié)構(gòu)空間的一種結(jié)構(gòu)。它的受力特點(diǎn)是外力分布在整個(gè)結(jié)構(gòu)中，可以承受較大的壓力。典型的實(shí)體結(jié)構(gòu)比較容易確認(rèn)，如長(zhǎng)城城墻(圖 1.8)，埃及金字塔，房屋的地基、承重墻等。課堂·小結(jié)1. 結(jié)構(gòu)的含義，概念。2.幾種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)形式。活動(dòng)延伸找一些身邊的常見(jiàn)物品，說(shuō)說(shuō)它們的結(jié)構(gòu)與受力特點(diǎn)。活動(dòng)延伸活動(dòng)延伸活動(dòng)延伸活動(dòng)延伸活動(dòng)延伸

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