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(共16張PPT)
第一章結(jié)構(gòu)與設(shè)計
第三節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計
第三節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計
教學目標：
1、知識與技能：通過實例了解設(shè)計的方法及過程，介紹設(shè)計思路、目標及頭腦風暴法設(shè)計。
2、過程與方法：通過分析實例，知道怎樣設(shè)計。
3、情感、態(tài)度和價值觀：發(fā)明并不神秘，發(fā)明就在我們身邊；任何發(fā)明創(chuàng)造都要付出汗水，必須勤動腦、勤思考才能做到。
巴中三名小學生發(fā)明"斷腸草"殺蟲 獲全國性大獎
胡丁丹(左)、王睿(中)、袁禎陽(右)
斷腸草
一種在四川境內(nèi)大量存在，被稱為"斷腸草"的紫色開花植物，粉碎、浸泡、榨汁、再浸泡，反復(fù)數(shù)次后提煉出的提取物，可殺死三種常見害蟲，經(jīng)噴灑的蔬菜水洗后依然可放心食用。憑借這一"生物農(nóng)藥"，三名巴中小學生獲得了全國性大獎。2017年8月17日，巴中平昌的小學四年級學生胡丁丹、袁禎陽、王睿的作品《紫花魚燈草粗提取物對三種常見蔬菜害蟲的殺滅性探究》，獲得第32屆全國青少年科技創(chuàng)新大賽一等獎。
案例告訴我們：
①發(fā)明設(shè)計并不神秘，只要在生活中多觀察、多思考、多動手，就會有靈感；要不怕困難和失敗，反復(fù)修改，不斷完善，經(jīng)過不斷的努力才能成功。②發(fā)明創(chuàng)造是否有價值、是不是新東西，還要做調(diào)查。③要分析是否科學、實用。④一件集智慧、汗水的發(fā)明創(chuàng)造，別忘了申請專利，只有獲得專利才能有效地保護發(fā)明。
又稱安濟橋，是世界上現(xiàn)存最早、跨度最長的圓弧行單孔敞肩型石拱橋。
特點：1、世界上首創(chuàng)敞肩型拱結(jié)構(gòu)(剩料、減重、增加泄洪能力);
2、采用圓弧拱形式，打破半圓弧拱傳統(tǒng)(增加跨度、降底拱高、增加通行方便性);
3、采取了單孔長度跨的形式，河心不立橋墩；克服立橋墩的諸多缺陷（不利船通行，妨礙泄洪、橋墩受水沖擊和侵蝕人員塌毀的缺點)。
總之，趙州橋設(shè)計在經(jīng)濟性、適用性、美觀性等方面都有明顯的改善和提高。
觀察與思考：趙州橋的設(shè)計
結(jié)構(gòu)設(shè)計是屬于設(shè)計中的一種類型，它必須遵循一般的設(shè)計方法和過程。
結(jié)構(gòu)設(shè)計必須考慮它的受力情況、穩(wěn)定性、強度、連接方式和材料的選用等。并能對結(jié)構(gòu)設(shè)計進行基本的描述（圖紙等）。還要從功能、實用、安全、經(jīng)濟、美觀和人性化等角度綜合考慮，以保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的和要求。
結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求：
設(shè)計一般過程：
頭腦風暴法是一種群體式解決問題的過程，每一個人都可以公開地表達自己的想法，它有利于人們從多個人中吸收創(chuàng)造性的想法，鼓勵每人大膽發(fā)表意見，而不用擔心自己的想法遭到批評或輕視。能夠汲取的想法越多，就越有可能找到最優(yōu)的解決辦法。
用頭腦風暴法討論：怎樣設(shè)計
例 防燙鍋蓋扳手的發(fā)明
1、發(fā)現(xiàn)與明確問題。
2、制定設(shè)計方案
3、模型或原型制造
4、優(yōu)化和改進
模型橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計
一、明確設(shè)計目標及要求
1、設(shè)計目標及要求：
①用木條制作橋梁模型，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，造型美觀。②跨度不小于30cm，長度不限；橋孔高度不低于15cm，橋面寬度不小于8cm，承載物的質(zhì)量不小于500g，承重時間15s以上。③荷載的質(zhì)量與橋自身重量的比例越大越好。
2、材料與連接方式：
材料以木條為主，粗繩、細繩為輔，連接方式不限。
二 、制定設(shè)計方案
1、收集和整理信息，對有關(guān)橋梁信息進行整理和分析。
2、發(fā)現(xiàn)問題：
橋受到壓力時，橋面會彎曲變形。如果把這些力傳遞到其他地方，就可以使橋面不過分彎曲變形。
3、橋梁結(jié)構(gòu)類型的選擇。
各種橋梁結(jié)構(gòu)
★橋梁結(jié)構(gòu)類型
鋼索斜拉橋：橋上的鋼索直接承載橋板的荷載，并將這一荷載傳導(dǎo)至塔架和橋墩。
桁架橋：桁架框承載橋板的荷載。
懸索橋：橋板通過吊纜系于粗懸索上，懸索末端固定于堤岸，懸索將荷載傳導(dǎo)至系懸索的塔架。
討論與分析
用頭腦風暴法進行討論
1、橋梁為什么會做成以上的各種結(jié)構(gòu)形式。
2、形成你的設(shè)計方案，說說你的方案設(shè)計的理由。
3、怎樣使你的橋梁模型既輕又承載大。
三、制作模型橋
1、挑選板材；
2、制作橋構(gòu)件；
3、組合成橋身。
四、檢測、優(yōu)化和改進設(shè)計
1、試驗檢測
2、優(yōu)化和改進設(shè)計
五、交流與評價
六、設(shè)計與實踐
1、集中分等級評價；
2、評價橋模各自優(yōu)缺點，并給出改進建議。
七、小結(jié)：
1、了解結(jié)構(gòu)設(shè)計要求；
2、掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計一般過程。

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