通用技術(shù)2第一章結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)-全部內(nèi)容ppt課件

1、王彬,技術(shù)與設(shè)計(jì) 2,第一章 結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 第二章 流程與設(shè)計(jì) 第三張 系統(tǒng)與設(shè)計(jì) 第四章 控制與設(shè)計(jì),第一節(jié) 初識(shí)結(jié)構(gòu),第一章 結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì),了解結(jié)構(gòu)自然界,雪 花,自然界的結(jié)構(gòu),技術(shù)領(lǐng)域的結(jié)構(gòu),社會(huì)領(lǐng)域的結(jié)構(gòu),蒼耳子與尼龍搭扣,鳥與飛機(jī),模仿鷹眼制造出“鷹眼導(dǎo)彈”，它就能像鷹一樣自動(dòng)尋找和識(shí)別打擊目標(biāo)，并能自動(dòng)跟蹤目標(biāo)直到攻擊成功為止,鷹眼與導(dǎo)彈跟蹤系統(tǒng),鷹眼有兩個(gè)中央凹：正中央凹和側(cè)中央凹，它們分布在眼睛的不同區(qū)域。正中央凹能敏銳地發(fā)現(xiàn)前側(cè)視野里的物體；側(cè)中央凹則能發(fā)現(xiàn)鷹頭前面的物體。 在鷹頭的前方有最敏銳的雙眼視覺區(qū)，使左右二眼的兩個(gè)側(cè)中央凹的視野交疊在一起，這樣，鷹眼的視野便近似于球形，

2、所以鷹能看到非常寬廣的地域。 科學(xué)家們經(jīng)過對鷹眼的研究，發(fā)現(xiàn)鷹是用低分辨率、寬視野的部分（視網(wǎng)膜外周）搜索目標(biāo)，而高分辨率、窄視野的部分（視網(wǎng)膜中央）是用于仔細(xì)觀察已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)。 假如我們模仿鷹眼制造出一種“鷹眼導(dǎo)彈”，它就能像鷹一樣自動(dòng)尋找和識(shí)別打擊目標(biāo)，并能自動(dòng)跟蹤目標(biāo)直到攻擊成功為止。,了解結(jié)構(gòu)人類創(chuàng)造,山西應(yīng)縣佛宮寺木塔是世界上現(xiàn)存古代最高的木質(zhì)框架結(jié)構(gòu)建筑。始建1056年，高67m，經(jīng)歷千年仍完整屹立。,埃菲爾鐵塔是一座于1889年建成位于法國巴黎戰(zhàn)神廣場上的鏤空結(jié)構(gòu)鐵塔，高300米，天線高24米，總高324米。埃菲爾鐵塔得名于設(shè)計(jì)它的橋梁工程師居斯塔夫埃菲爾。鐵塔設(shè)計(jì)新穎獨(dú)特，是

3、世界建筑史上的技術(shù)杰作，因而成為法國和巴黎的一個(gè)重要景點(diǎn)和突出標(biāo)志。,趙州橋是中國現(xiàn)存最著名的一座古代石拱橋結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，雄偉壯觀。,日本明石海峽大橋是世界上最長的懸索結(jié)構(gòu)橋。橋長接近4km,總體質(zhì)量91000噸。,結(jié)構(gòu)普遍存在于自然界的物體中，也存在于人類創(chuàng)造的各種物體中，形式多種多樣。,圣索菲亞教堂巍峨壯美，具有濃郁的異國情調(diào)，成為哈爾濱市一道獨(dú)具特色的風(fēng)景線；她歷盡風(fēng)雨，飽經(jīng)風(fēng)霜，是沙俄入侵東北的歷史見證和重要遺跡。,結(jié)構(gòu)的定義,結(jié)構(gòu)是指可承受一定應(yīng)力的物體的形態(tài)，結(jié)構(gòu)可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。,結(jié)構(gòu)的類型,我們知道生活中的結(jié)構(gòu)是千奇百態(tài)的，根據(jù)物體的結(jié)構(gòu)形態(tài)，通常將結(jié)構(gòu)分,實(shí)體結(jié)構(gòu)

4、 框架結(jié)構(gòu) 殼形結(jié)構(gòu),實(shí)體結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)體本身是實(shí)心結(jié)構(gòu),特點(diǎn)：外力分布在整個(gè)體積中,如:實(shí)心墻，大壩。,實(shí)體結(jié)構(gòu),實(shí)體結(jié)構(gòu),框架結(jié)構(gòu)：由細(xì)長的構(gòu)體組成的結(jié)構(gòu),特點(diǎn)：支撐空間而不充滿空間,如:鐵架塔，建筑用腳手架， 廠房的框架。,框架結(jié)構(gòu),框架結(jié)構(gòu),殼體結(jié)構(gòu)：層狀的結(jié)構(gòu),特點(diǎn)：外力作用在結(jié)構(gòu)體的表面上,如:摩托車手的頭盔， 飛機(jī)的外殼，貝殼。,殼體結(jié)構(gòu),中國國家大劇院,悉尼歌劇院,殼體結(jié)構(gòu),實(shí)體結(jié)構(gòu),框架結(jié)構(gòu),殼體結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu),根據(jù)物體結(jié)構(gòu)形態(tài)在受力時(shí) 承受和傳遞力的方式差別,利用自身來承受荷載， 主要承受壓力。,通過條狀物的連接來承受 荷載，可以承受壓力和拉力。,殼體結(jié)構(gòu)通過殼形來傳遞力和 承受荷

5、載，特別是當(dāng)頂部受到 壓力時(shí)，它能將力均勻擴(kuò)散。,1、下列結(jié)構(gòu)是受自然界事物結(jié)構(gòu)啟發(fā)而產(chǎn)生的（ ） A、口杯B、衣服C、飛機(jī)D、手表,2、我們所用的板凳屬于（ ）結(jié)構(gòu)。 A、實(shí)心結(jié)構(gòu)B、框架結(jié)構(gòu)C、空心結(jié)構(gòu)D、殼體結(jié)構(gòu),3、悉尼歌劇院的外殼屬于（ ） A、實(shí)體結(jié)構(gòu)B、框架結(jié)構(gòu)C、殼體結(jié)構(gòu)D、混合結(jié)構(gòu),C,B,C,4、分析下列物體的結(jié)構(gòu)類型,判斷哪個(gè)不屬于殼體結(jié)構(gòu)。（）A、頭盔B、圓形陶瓷飾品C、貝類D、金字塔,D,5、結(jié)構(gòu)是指 （） A、承受力和抵抗變形 B、事物的各個(gè)組成部分的有序搭配和排列 C、構(gòu)成自身的空間形態(tài) D、可承受一定力的非架構(gòu)形態(tài),B,謝謝！,第二節(jié) 典型結(jié)構(gòu)案例分析 結(jié)構(gòu)是怎

6、樣受力的,一、單杠的受力和變形分析二、棚室屋架結(jié)構(gòu)分析,從力學(xué)的角度來說，結(jié)構(gòu)是指可承受一定力的架構(gòu)形態(tài)，它可以抵抗能引起形變的力。,一、單杠的結(jié)構(gòu)受力和變形,體操全能 男子體操全能有六項(xiàng)：跳馬，自由體操，鞍馬，單杠，雙杠，吊環(huán) 女子體操全能有四項(xiàng)：跳馬，自由體操，平衡木，高低杠,把單杠看成結(jié)構(gòu)，構(gòu)件有：杠體、立柱、拉桿。,單杠的結(jié)構(gòu),構(gòu)件受外力作用時(shí)，要發(fā)生形狀或大小的改變，這種改變稱為變形。 第一節(jié)的實(shí)例中，吊車的吊繩承受的力是拉力，拉力所產(chǎn)生的形變?yōu)槔欤M成材料的粒子被拉開；板凳腿承受的外力是壓力，壓力所產(chǎn)生的變形為壓 縮，組成材料的粒子被推近。拉力和壓力都是荷載作用的結(jié)果。,當(dāng)桿件受

7、到與桿縱軸線相垂直的外力作用時(shí)，桿件 產(chǎn)生的彎曲，發(fā)生彎曲變形時(shí)的構(gòu)件稱為梁。 當(dāng)板凳很長時(shí)，櫈面可視為梁。此種櫈面在人的體重等外力的作用下，會(huì)發(fā)生彎曲變形。只是這種變形可能很小，肉眼不易看出來。而跳水的跳板發(fā)生的彎曲變形，卻是非常明顯。彎曲變形如圖：,如果我們在杠體的中間吊一個(gè)重物，將可能發(fā)生怎樣的變形？,杠體是有兩個(gè)支點(diǎn)的梁,如果撤掉拉桿4和拉桿6，而抓著拉桿3和5用力拉，立柱將可能發(fā)生怎樣的變形？,立柱是只有一個(gè)支點(diǎn)的垂直梁,二、棚室屋架結(jié)構(gòu)分析,6 后墻 7 通道 5 立柱 1 草簾 3 后屋面 2 塑料棚膜 4 拱架（梁） 9 防滲膜固定槽 10 防滲膜 8 防寒溝 11 混凝土墻,

8、（1）構(gòu)件梁(拱架)的受力,對于梁（拱架）來說： 恒載：塑料棚膜、后屋面、梁（拱架）的自重 活載：雪載、風(fēng)載等,（2）構(gòu)件墻的受力,對于墻（和立柱）來說： 恒載：梁（拱架）的質(zhì)量、屋面（草簾、塑料棚膜） 活載：雪載、風(fēng)載等,2、粱的受力,粱受力變形示意圖,思考：怎樣防止梁過分彎曲？梁的變形與哪些因素有關(guān),3、拱結(jié)構(gòu)的應(yīng)用,拱結(jié)構(gòu): 即中間高四周低 呈弧形的曲面,荷載壓力作用于拱上，圓拱再把力傳到其四周的支撐上。,拱結(jié)構(gòu)的應(yīng)用,拱結(jié)構(gòu)十分美觀， 很多建筑物都采用了拱結(jié)構(gòu)。,小試驗(yàn) 比較不同形狀的紙板承受壓力的大小,1、哪種情況下紙板的抗壓能力最強(qiáng)？,拉力：物體所承受的拉拽力。,拔河！,拉 拉面、

9、 拉 油條、 拉 拉力器,壓力：擠壓物體的力。,趁熱打鐵！,壓訂書機(jī)、 橋墩受到壓力、 壓路機(jī)壓路,剪切力：兩個(gè)距離很近，大小相等，方向相反， 且作用于同一物體上的平行的力。,修理草坪！,剪刀剪紙、 鋼絲鉗鉗鋼絲,彎曲力：作用于物體，使它產(chǎn)生彎曲的力,釣 魚！,使用弓、 使用臂力器、 撐桿跳高,扭轉(zhuǎn)力：反方向向物體兩端均勻施力， 使物體發(fā)生扭轉(zhuǎn)形變的力。,擰干衣服！,擰瓶蓋、 擰麻花條,觀察上圖,說明石磨的推桿為什么要用一根繩子吊起來。,1、保持人在推磨過程時(shí)推桿始終在平行于地面的平面上運(yùn)動(dòng)； 2、防止推桿彎曲變形。,拉 力,壓 力,剪切力,扭轉(zhuǎn)力,彎曲力,作用于物體，使它產(chǎn)生彎曲的力,兩個(gè)距

10、離很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物體上的平行力,擠壓物體的力,物體所承受的拉拽力,反方向向物體兩端均勻施力，使物體發(fā)生扭轉(zhuǎn)形變的力,1、體操運(yùn)動(dòng)員在單杠上做大回環(huán)姿勢時(shí),會(huì)使杠體產(chǎn)生（）變形。 A、拉伸B、彎曲C、壓縮D、斷裂,2、上刀梯是湘西苗族的傳統(tǒng)活動(dòng),表演者為保證腳不受割傷.必須力求腳面垂直落在刀刃上,絕不滑動(dòng),此時(shí)腳面承受。( ) A、拉力 B、壓力 C、剪切力 D、彎曲力,B,B,3、日常生活中，使用螺絲刀時(shí)，螺絲刀需要承受什么力（ ） A、拉力 B、壓力 C、彎曲力 D、扭曲力,D,謝謝！,第三節(jié) 結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,1、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。,2、影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素。,穩(wěn)定：

11、成績穩(wěn)定 工作穩(wěn)定 情緒穩(wěn)定 物價(jià)穩(wěn)定 在一段時(shí)間內(nèi)沒有太大的變化，保持一種平衡狀態(tài)。,穩(wěn)定是一種平衡狀態(tài)，這種平衡狀態(tài)并不是指狀態(tài)絕對不變 而是受擾后，允許狀態(tài)有所波動(dòng) 但擾動(dòng)消失后，能重新返回到原來的平衡狀態(tài)。,大風(fēng)吹倒的廣告牌,翻倒的貨車,思考：同樣在臺(tái)風(fēng)的破壞下，為什么有一些樹、房子或廣告牌等被刮倒，而其它的卻穩(wěn)如泰山一點(diǎn)都不受臺(tái)風(fēng)影響呢？,這些物體在受外力作用時(shí)，原有的平衡狀態(tài)被打破 但是這種現(xiàn)象不是物體本身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的問題 而是物體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定不穩(wěn)定的問題。,結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性：,是指結(jié)構(gòu)在荷載的作用下，維持原有平衡狀態(tài)的能力。,這是結(jié)構(gòu)的重要性質(zhì)之一。,1. 什么叫做結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性？,結(jié)構(gòu)具有

12、阻礙翻倒或移動(dòng)的特性,2、結(jié)構(gòu)在什么情況下才能穩(wěn)定？,試驗(yàn) 用兩根手指支撐筆，使筆保持平衡穩(wěn)定 試驗(yàn)結(jié)果 當(dāng)筆的重心在兩根手指的支撐范圍內(nèi)時(shí)，筆能夠保持平衡和穩(wěn)定。,結(jié)論 對于一個(gè)結(jié)構(gòu)而言，如果重心所在點(diǎn)的垂線落在結(jié)構(gòu)底面的范圍內(nèi)，就是穩(wěn)定的，不會(huì)出現(xiàn)傾倒。,比薩斜塔,遼寧瑞州古塔,平衡紅酒架,3、影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素,問題1 半瓶水和一瓶水，哪個(gè)容易倒？,結(jié)論 重心的高低影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,重心越低，穩(wěn)定性越好； 重心越高，穩(wěn)定性越差。,不倒翁,問題2 啤酒瓶正立和倒立兩種狀態(tài)下，我們對其施加同樣的力，哪一種狀態(tài)物體更穩(wěn)定？,結(jié)論 結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性： 和接觸面與地面所形成的支撐面有關(guān),支撐面越大越

13、穩(wěn)定 越小越不穩(wěn)定,結(jié)論3：結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與結(jié)構(gòu)的形狀有關(guān)。,三角形和四邊形那個(gè)結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定？,問題3,二、影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素,重心的高低 結(jié)構(gòu)與地面接觸所形成的支撐面的大小 結(jié)構(gòu)的形狀,什么是結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度？,結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度：結(jié)構(gòu)具有的抵抗被外力破壞的能力。,抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度,三、影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的因素,1、影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素 （1）結(jié)構(gòu)的形狀,（2）結(jié)構(gòu)的材料,三、影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的因素,（3）結(jié)構(gòu)的連接方式 鉸連接被連接的構(gòu)件在連接處不能相對移動(dòng)，但能相對轉(zhuǎn)動(dòng)。 剛連接既不能相對移動(dòng)，也不能相對轉(zhuǎn)動(dòng)。,三、影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的因素,結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度,一、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度：結(jié)構(gòu)具有的抵抗被外力破壞的能力。 二、

14、影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的因素： 1. 材料 2. 形狀 3. 連接方式,1、我國塔式建筑的結(jié)構(gòu)一般都是由上到下越來越大， 這主要是考慮它的（ ）。 A、穩(wěn)定性 B、強(qiáng)度 C、美觀性 D、經(jīng)濟(jì)性 2、走鋼絲的人手上拿著一條長棒的目的是（ ） A、美觀 B、重心低 C、保護(hù) D、支撐,A,B,4、在一根竹桿和一根同樣尺寸的脆性塑料桿上不斷加掛相同質(zhì)量的重物，竹桿比脆性塑料桿能掛更多重物而不會(huì)斷裂，說明了（ ）影響結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。 A、材料 B、結(jié)構(gòu)的形狀C、構(gòu)件橫截面形狀D、構(gòu)件的連接方式 5、影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素有（ ）。 物體的形狀 材料 支撐面積大小 物體重心的位置 A、 B、 C、 D、,A,D,材料：人們最早利用混凝土的時(shí)候，只是把它當(dāng)作人造石材。