1、通用技术通用技术 必修必修2技术与设计技术与设计2 22014年年2月月第一章 结构与设计 第一节 初识结构 一、结构实例展示 原子球(Atomium)：为比利时1958年在此地的展览中心举办的布鲁塞尔博览会所设计的标志建筑。设计者希望通过这一巨大的建筑表达微小的原子概念，并显示人类和平利用原子的前景。构思来源于原子结构图，九个巨大的金属圆球由粗大的钢管连接构成一正方体图案。正方体的大小相当于放大了1650亿倍的铁的正方体晶体结果。八个圆球位于正方体的八个角，另一个圆球位于正方体的中心。圆球直径18米，连接各个球间的钢管每根长26米，直径3米。总重2200 吨，高102米。可乘电梯到达离地10
2、0米高的顶端圆球观赏布鲁塞尔的风景。 英文名称：Eiffel Tower 法文名称：La tour Eiffel 别 称：巴黎铁塔 设 计 者：亚历山大居斯塔夫埃菲尔（Alexandre Gustave Eiffel) 建设用途：观景、餐厅 建设地点：法国巴黎战神广场 开工时间：1887年1月27日 开放时间：1889年5月15日 竣工时间：1889年3月31日 占地面积：1万平方米 建筑高度：约325米（含顶端天线） 建筑质量：约为11500吨 建筑层数：4层 灯 泡 数：20000个 铆 钉 数：259万个 结构形式：钢架镂空结构 投资单位：法国政府 建筑造价：745万7千法郎仁川三只碗状
3、建筑十分罕见，完全颠覆对建筑空间的一般性理解。它与常见的建筑空间对平面楼层及天花略加改造不同，这个三只碗状建筑在一块平坦的天花板之下，创造出一个崭新的自由曲面楼层。建筑要用作展览场地，而平面天花板打从一开始就是作为一项展品来设计的，如此一来，也就衍生出一套对建筑楼面而非天花板形状进行彻底改造的设计方案。 Cybertecture蛋形大厦蛋形大厦 James Law 委托Vijay Associate建造一所办公大厦，位于印度孟买.Sliding House滑动之家滑动之家位于伦敦，建筑团队dRMM所设计的一座移动房屋。整栋Sliding House 长28米、并重50吨，由一个滑动的结构外壳罩
4、在固定主体建筑上所组成，另外还包括附属客房和花圃。其中最为特殊之处在于，就好像抽拉式的火柴盒一样，这个mobile shell能够根据不同的需要，从而改变主体玻璃屋的采光，或者说是开窗开门的位置。并且能够改变从外部看到的整体建筑效果，朴素的木质Sliding element和内部猩红的墙壁造成强烈的对比，仅仅挪动一点，几乎就能造成差之毫厘、“变”以千里的效果。Longaberger 篮大厦篮大厦独特的建筑物，看起来像一个巨大的篮子，位于纽瓦克，俄亥俄州第一章 结构与设计 二、结构的功能与分类 1.结构的含义与功能 结构是指物体的各组成部分之间的搭配和排列，确定的搭配与排列决定了物体的性质和形态
5、。结构的各部分统称为构件构件。 结构是为了承受力和抵抗变形，这就是结结构的本质构的本质。第一章 结构与设计 2.常见结构的类型 实心结构 特征：能承受较大的压力。 框架结构 特征：几何外形较复杂，能承受垂直和水平载荷。 壳体结构 特征：壳体内空，受力合理，形态稳定。 第二节 典型结构案例分析板凳面板凳面板凳腿板凳腿横牚横牚 第二节 典型结构案例分析 第二节 典型结构案例分析 第二节 典型结构案例分析 第二节 典型结构案例分析 第二节 典型结构案例分析 第二节 典型结构案例分析 第二节 典型结构案例分析 第二节 典型结构案例分析PNN 第二节 典型结构案例分析PNN 第二节 典型结构案例分析NN
6、PFF第三节 结构的强度与稳定性一、怎样理解一、怎样理解“结实结实”和和“稳稳”自己看教材P2123举出生活中有关“结实”和“稳”的实例。二、应力与强度二、应力与强度 内力：外力使构件发生变形的同时，构件内部分子之间产生一种抵抗变形 的抵抗 力，称为内力。 应力：单位面积上的内力，称为应力。G=10NG=10N横截面积：S2=10mm2横截面积：S1=2mm2绳1 绳2二、应力与强度二、应力与强度 内力：外力使构件发生变形的同时，构件内部分子之间产生一种抵抗变形的抵抗力，称为内力。 应力：单位面积上的内力，称为应力G=10NG=10N横截面积：S2=10mm2横截面积：S1=2mm2分子之间产
7、生的内力：FN1=10N分子之间产生的内力：FN2=10N绳1 绳2二、应力与强度二、应力与强度 内力：外力使构件发生变形的同时，构件内部分子之间产生一种抵抗变形的抵抗力，称为内力。 应力：单位面积上的内力，称为应力G=10NG=10N横截面积：S2=10mm2横截面积：S1=2mm2分子之间产生的内力：FN1=10N分子之间产生的内力：FN2=10N绳1 绳2绳1中应力：22111/5210mmNmmNSFN二、应力与强度二、应力与强度 内力：外力使构件发生变形的同时，构件内部分子之间产生一种抵抗变形的抵抗力，称为内力。 应力：单位面积上的内力，称为应力G=10NG=10N横截面积：S2=1
8、0mm2横截面积：S1=2mm2分子之间产生的内力：FN1=10N分子之间产生的内力：FN2=10N绳1 绳2绳1中应力：22111/5210mmNmmNSFN绳2中应力：22222/11010mmNmmNSFN二、应力与强度二、应力与强度 内力：外力使构件发生变形的同时，构件内部分子之间产生一种抵抗变形的抵抗力，称为内力。 应力：单位面积上的内力，称为应力G=10NG=10N横截面积：S2=10mm2横截面积：S1=2mm2分子之间产生的内力：FN1=10N分子之间产生的内力：FN2=10N绳1 绳2绳1中应力：22111/5210mmNmmNSFN绳2中应力：22222/11010mmNm
9、mNSFN绳1中受力面积小，承受的应力就大了，应力大了，变形就大了，也就是抗变形能力小了，所以强度就小了。二、应力与强度二、应力与强度 内力：外力使构件发生变形的同时，构件内部分子之间产生一种抵抗变形的抵抗力，称为内力。 应力：单位面积上的内力，称为应力G=10NG=10N横截面积：S2=10mm2横截面积：S1=2mm2分子之间产生的内力：FN1=10N分子之间产生的内力：FN2=10N绳1 绳2绳1中应力：22111/5210mmNmmNSFN绳2中应力：22222/11010mmNmmNSFN绳1中受力面积小，承受的应力就大了，应力大了，变形就大了，也就是抗变形能力小了，所以强度就小了。
10、绳2中受力面积大，承受的应力就小了，应力小了，变形就小了，也就是抗变形能力大了，所以强度就大了。三、影响结构强度的因素度三、影响结构强度的因素度 形状：形状： 构成的形状略有改变，强度就会 改变。 材料：材料： 不同的材料有承受不同应力极限 的能力。形状相同，材料不同，强度就不同。 材料的连接方式：材料的连接方式： 不同的连接方式，受力传递的方式和效果就不一样。 可以分为点连接、线连接、面连接点连接、线连接、面连接等从实现连接的形态看，力学结构实现连接的方式有：从实现连接的形态看，力学结构实现连接的方式有：连接方式常见技术与方法作用、特点个例一体式焊接、胶接粘接、捆绑连接牢固，不需要再拆卸，利
11、于增加强度和稳定性。卯榫连接挤压式钉连接，螺栓、螺母钉实、挤紧、压紧、扣紧、套紧。强度不如一体式，但可再拆卸。车圈与车胎同轴套筒接插式插头、插座规格化、标准化，可靠性好。方便连接、拆卸，传递信号可靠。电路接插件从被连接件间的状态关系看，力学结构实现连接的方式有：从被连接件间的状态关系看，力学结构实现连接的方式有：连接方式常见技术与方法作用、特点个例可相对运动（活动）链与键：润滑方便运动，灵活传动，承受一定的力人体关节，自行车把与车架。不可相对运动（刚性）准确配合连接牢固车圈与辐条四、稳定性概念四、稳定性概念 稳定指的不是状态绝对不变，而是指受干扰后，允许状态有所波动，但当扰动消失后，能重新返回
12、到原平衡状态，则为稳定稳定。不能回到原有平衡状态，为不稳定不稳定。五、影响结构稳定性的因素五、影响结构稳定性的因素 结构的形状： 与结构的支撑底面形状、底面面积有主要关系。五、影响结构稳定性的因素五、影响结构稳定性的因素 重心的高低会影响结构的稳定性。第四节 学做结构设计 壁挂式简易衣帽架原型设计第四节 学做结构设计 壁挂式简易衣帽架原型设计第四节 学做结构设计 壁挂式简易衣帽架原型设计第四节 学做结构设计依据学过的结构与设计的技术原理（结构的强度和稳定性），每两人一组，设计并制作完成一件作品。具体要求如下：1.组内讨论，提出初步设想（1课时）课时）结合生活中的实际问题，提出12个初步的设计方案，经过认真分析研究，结合本组的实际情况，确定出一个切实可行的方案。2.确定出具体的设计方案： （1课时）课时）选用什么材料？（统一提供5mm厚的模型版）利用什么结构方式？采用的连接方式？需要的配件。作品的外观尺寸（最大尺寸不超过20cm）。画出草图，作必要的改进，确定方案。第四节 学做结构设计3.完成设计制作（1课时）课时）绘制出正规的结构图，表明尺寸。计算用料，下料制作。组装并完成制作。4.优化与评价（1课时）课时）对作品进行检验，看是否达到了设计要求。对作品进行优化。撰写使用说明书。5.提交作业评定成绩该作业占本学期成绩的50。
