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技术与设计技术与设计 2 2第一章 结构与设计第一节第一节 认识结构认识结构 “结构结构”一词对我们来说并不陌生，一词对我们来说并不陌生，请同学们想一想，在学习其他课程中，请同学们想一想，在学习其他课程中，有哪些课程提到过有哪些课程提到过“结构结构”？生物：人体结构、细胞结构生物：人体结构、细胞结构政治：社会结构政治：社会结构化学：分子、原子结构化学：分子、原子结构什么是结构？广义上：结构是指事物的各个组广义上：结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。成部分之间的有序搭配和排列。了解结构自然界雪雪 花花 蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱形小蜂房组成，每个蜂巢由一个个排列整齐的六棱柱形小蜂房组成，每个小蜂房的底部由小蜂房的底部由3个相同的菱形组成，这些结构与近代数学个相同的菱形组成，这些结构与近代数学家精确计算出来的家精确计算出来的菱形钝角菱形钝角109。28，锐角，锐角70。32完全相同，是最节省材料的结构，且容量大、极坚固，令完全相同，是最节省材料的结构，且容量大、极坚固，令许多专家赞叹不止。许多专家赞叹不止。了解结构人类创造山西应县佛宫寺木塔是世界上现存古代最高的木质框架结构建筑。始建于1056年，高67m，经历千年仍完整屹立。埃菲尔铁塔（法语：La Tour Eiffel）是一座于1889年建成位于法国巴黎战神广场上的镂空结构铁塔，高300米，天线高24米，总高324米。埃菲尔铁塔得名于设计它的桥梁工程师居斯塔夫埃菲尔。铁塔设计新颖独特，是世界建筑史上的技术杰作，因而成为法国和巴黎的一个重要景点和突出标志。赵州桥是中国现存最著名的一座古代石拱桥结构坚固，雄伟壮观。日本明石海峡大桥是世界上最长的悬索结构桥。桥长接近4km,总体质量达91000吨。结构普遍存在于自然界的物体中，也存在于人类创造的各种物体中，形式多种多样。圣索菲亚教堂巍峨壮美，具有浓郁的异国情调，成为哈尔滨市一道独具特色的风景线；她历尽风雨，饱经风霜，是沙俄入侵东北的历史见证和重要遗迹。上面我们了解了各式各样的结构，这些结构都要承受力的作用。建筑物的结构必须坚固、稳定性好。高大的建筑更要抵御强风、地震等自然力的破坏。桥梁结构的设计取决于它所承载桥体的长度、要跨越障碍物的性质及桥下方的地址情况。桥所承受的荷载包括桥自身的重力，通行车辆的压力，风力和水流的冲击力。那么结构与力有什么关系呢？二 结构与力分析椅子的受力分析椅子的受力分析椅子的受力分析椅子的受力椅子是用于坐或承重的支撑自身重量和人的压力。椅背椅面横档4条腿为了不发生几何形状的过分改变，在椅腿间增加横档椅背必须要能承受人体向后的压力，并保持结构基本不变。结构都具有一定的形状，都需要承结构都具有一定的形状，都需要承受外力的作用，在一定范围内都具有抵受外力的作用，在一定范围内都具有抵御其形状和大小改变的能力。御其形状和大小改变的能力。结构的定义 从力的角度：从力的角度：结构是指可承受一定结构是指可承受一定应力的物体的形态，结构可以抵抗能引应力的物体的形态，结构可以抵抗能引起形状和大小改变的力。起形状和大小改变的力。拉力：物体所承受的拉拽力。作用在结构或构件上的力有哪些？压力：挤压物体的力压力：挤压物体的力。扭曲力：反方向向物体两端均匀扭曲力：反方向向物体两端均匀施力，使物体发生扭转形变的力施力，使物体发生扭转形变的力。弯曲力：作用于物体，使它产生弯弯曲力：作用于物体，使它产生弯 曲的力曲的力剪切力：两个距离很近，大小相等，方向相反，剪切力：两个距离很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物体上的平行的力且作用于同一物体上的平行的力组成结构的构件的基本受力形式拉力 压力 扭曲力 弯曲力 剪切力结构的分类我们知道生活中的结构是千奇百态的，根我们知道生活中的结构是千奇百态的，根据物体的结构形态，通常将结构分据物体的结构形态，通常将结构分实体结构实体结构框架结构框架结构壳形结构壳形结构结结构构实体结构：结构体本身是实心结构实体结构：结构体本身是实心结构特点：外力分布在整个体积中特点：外力分布在整个体积中实体结构实体结构实体结构框架结构：由细长的构体组成的结构框架结构：由细长的构体组成的结构特点：支撑空间而不充满空间特点：支撑空间而不充满空间框架结构框架结构书桌椅书柜框架结构框架结构框架结构框架结构建筑框架建筑用脚手架建筑用脚手架壳体结构：层状的结构壳体结构：层状的结构特点：外力作用在结构体的表面上特点：外力作用在结构体的表面上壳形结构中国国家大剧院中国国家大剧院悉尼歌剧院悉尼歌剧院壳形结构壳形结构壳形结构中国国家大剧院帐篷 将木块垒成墙的形状，进行承重和撞击试验实体结构的受力特点：外力分布在整个体积中外力分布在整个体积中 实体结构利用自身来承受实体结构利用自身来承受荷载，主要承受压力荷载，主要承受压力用胶水把木条粘成三角形木框和四边用胶水把木条粘成三角形木框和四边形木框，分别进行按压和拉伸试验形木框，分别进行按压和拉伸试验框架结构的受力特点：框架结构通过条状物的连框架结构通过条状物的连接来承受荷载，即可承受压力又接来承受荷载，即可承受压力又能承受拉力。能承受拉力。由于这种结构用料少，可由于这种结构用料少，可以承受多种载荷，因此用得很广以承受多种载荷，因此用得很广泛。泛。壳形结构的受力特点：壳形结构通过壳形来传递力和承受荷载，特别是当壳形顶部受到压力时，它能将力均匀扩散。实体结构实体结构框架结构框架结构壳形结构壳形结构结结构构 根据物体结构形态在受力时根据物体结构形态在受力时承受和传递力的方式差别承受和传递力的方式差别利用自身来承受荷载，主要承受压力。通过条状物的连接来承受荷载，可以承受压力和拉力。壳形结构通过壳形来传递力和壳形结构通过壳形来传递力和承受荷载，特别是当顶部受到承受荷载，特别是当顶部受到压力时，它能将力均匀扩散。压力时，它能将力均匀扩散。思考思考:哪些事物的发明来源于自然哪些事物的发明来源于自然界中的结构？界中的结构？案例人类飞翔的梦想源于展翅高飞的鸟，人类飞翔的梦想源于展翅高飞的鸟，鸟因为有它自由流畅的体形和翅膀结鸟因为有它自由流畅的体形和翅膀结构，飞机原型源于飞鸟形体结构的仿构，飞机原型源于飞鸟形体结构的仿生。生。鹰眼鹰眼与导弹跟踪系统与导弹跟踪系统小结：1、什么是结构2、结构与力3、结构的分类