1、常见结构的认识常见结构的认识_图文图文.ppt2第一单元第一单元 结构与设计结构与设计一一、常见结构的认识、常见结构的认识二二、稳固结构的探析、稳固结构的探析三三、简单结构的设计简单结构的设计四四、经典机构的欣赏、经典机构的欣赏 3一、常见结构的认识n了解结构的含义n从力学的角度理解结构的概念和一般分类n能结合1-2种简单的结构案例，分析结构是如何承受力的。4想一想我们身边都有哪些常见的结构？51、无处不在的结构：、无处不在的结构：6结构（Structure）：是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。?1：由此概念，你可以想到什么结构？世界上任何事物都存在结构，结构多种多样且决定事物存在的
2、性质。7 结构设计在日常生活中处结构设计在日常生活中处处可见，如在大自然界雀处可见，如在大自然界雀鸟的羽毛，人类的骨骼结鸟的羽毛，人类的骨骼结构，这些都是结构设计应构，这些都是结构设计应用的好例子用的好例子 8（1）观察分析结构图。）观察分析结构图。使用最少的材料制作尽可能宽敞的空间，不会使用最少的材料制作尽可能宽敞的空间，不会出现缝隙，空间使用效率最好。出现缝隙，空间使用效率最好。蜂巢：蜂巢：这种结构的优点在哪里？9 任意两个节点任意两个节点都能找到一条可通都能找到一条可通过的路径。过的路径。这种结构的优点在哪里？蜘蛛网：10结构如：1、自然界中物体的结构自然界中物体的结构：鸟巢、蜂窝、蜘蛛
3、网、大树、动物的身体与器官等；2、生活中的飞机、汽车、楼房、桥梁等3、抽象的结构如语文科的小说、诗词等，人员结构、计算机方面的数据结构等人类创造物体的结构人类创造物体的结构社会领域中的结构社会领域中的结构11案例分析：案例分析：3 3、鹰眼与导弹跟踪系统、鹰眼与导弹跟踪系统1 1、苍耳子与尼龙搭扣、苍耳子与尼龙搭扣2 2、鸟与飞机、鸟与飞机（一）、自然界事物的结构（一）、自然界事物的结构12问：为什么鹰可以在几千米的高空准确无误地辨问：为什么鹰可以在几千米的高空准确无误地辨别地面上的动物？别地面上的动物？鹰可以在几千米的高空准确无误地辨别地面上的鹰可以在几千米的高空准确无误地辨别地面上的动物动
4、物,这是因为它的眼部结构比较特殊。这是因为它的眼部结构比较特殊。人类每只眼睛的视网人类每只眼睛的视网膜上都有一个凹槽膜上都有一个凹槽,叫做叫做中央凹。而老鹰眼中的中中央凹。而老鹰眼中的中央凹却有两个央凹却有两个,这两个中这两个中央凹的作用不同央凹的作用不同,其中一其中一个专门用于接收来自鹰头个专门用于接收来自鹰头侧面物体的像侧面物体的像,另一个用另一个用于接收来自鹰头前方物体于接收来自鹰头前方物体的像。这样的像。这样,老鹰的视觉老鹰的视觉范围就宽多了范围就宽多了,能兼顾前能兼顾前方和侧面。方和侧面。13马上行动马上行动生产生活中还有那些产品的结构是受到自然界事物结构的启发而产生？船桨（鱼鳍）船
5、桨（鱼鳍）人工冷光（萤火虫）人工冷光（萤火虫）锯（螳螂臂或锯齿草）锯（螳螂臂或锯齿草）车轮（随风旋转地飞蓬草）车轮（随风旋转地飞蓬草）潜水艇（海豚）潜水艇（海豚）声纳（蝙蝠）声纳（蝙蝠）潜水用的脚蹼（鸭子）潜水用的脚蹼（鸭子）潜水艇的流线型设计（鱼类）潜水艇的流线型设计（鱼类）14（二）、技术领域的结构（二）、技术领域的结构汽车、汽车、锤子、锤子、房子、房子、毛线衣、毛线衣、潜水潜水艇艇阅读：魁北克大桥的坍塌阅读：魁北克大桥的坍塌问：魁北克大桥为什么会坍塌？问：魁北克大桥为什么会坍塌？擅自改变大桥的结构擅自改变大桥的结构 事物的结构影响着事物的性能和功能，事物的结构影响着事物的性能和功能，合理
6、的结构是事物存在和发展的基础，卓越的合理的结构是事物存在和发展的基础，卓越的结构是设计者和制造者长期的追求。结构是设计者和制造者长期的追求。15（三）、社会领域的结构（三）、社会领域的结构在社会领域,也普遍存在着结构现象。一篇文章的内容结构影响文章的表达与质量,一家企业、社区、公司的人员、国家的结构关乎企业的运行与效率。16社会领域：马上行动马上行动：请分别列举自然界、技术领域、社会领域请分别列举自然界、技术领域、社会领域给你印象较深的有关结构的事例？给你印象较深的有关结构的事例？自然界：技术领域：地球的结构、金刚石的结构、树的结构 汽车的结构、自行车的结构、2008年北京奥运会主体育场“鸟巢
7、”的结构 教育管理系统的结构、家庭的结构、企业的管理结构17二、结构与力二、结构与力从力学角度理解结构概念：从力学角度理解结构概念：结构是指可承受一定力的架构形式，它可以结构是指可承受一定力的架构形式，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。抵抗能引起形状和大小改变的力。构件概念：构件概念：一个复杂的结构往往由许多不同的部分组一个复杂的结构往往由许多不同的部分组成，这些组成部分通常称为构件。成，这些组成部分通常称为构件。18车轮-辐条、轮胎、车圈、气门等。分析讨论自行车的组成构件：自行车车架、车把、传动、座鞍、车轮等。19应力概念：应力概念：公式表达：公式表达：单位横截面上产生的内力。单位横截面上
8、产生的内力。=F/S 生活中常见的结构都能抵抗来自外界的各种作用力和自身重力。20例如:自行车 承受人和所载物体的压力及自行车自身的重力；桥墩承受自身重力及负荷的压力、大风的作用力等其它外力。例如:桥墩21 讨论分析生产、生活中常见结构，要抵抗来自外界讨论分析生产、生活中常见结构，要抵抗来自外界力的作用情况：力的作用情况：硬纸包装箱：硬纸包装箱：建筑物的窗户：建筑物的窗户：餐桌：餐桌：建筑物墙体的正向和侧向的压力、自身重力、窗框的支撑建筑物墙体的正向和侧向的压力、自身重力、窗框的支撑力、风力、外来撞击力力、风力、外来撞击力自身的重力、人的推动力、桌上物体的压力、地面对其的支自身的重力、人的推动
9、力、桌上物体的压力、地面对其的支撑力撑力 箱内物体的重力、箱内物体向外的挤压力、自身的重箱内物体的重力、箱内物体向外的挤压力、自身的重力、外界压力、所装载货物的压力力、外界压力、所装载货物的压力 22分析结构的受力情况时，首先首先要清楚组成结构的构件受到哪些力的作用；其次其次要清楚在这些力的作用下，构件能否安全、可靠地工作。23构件的受力形式多种多样，基本受力形式：拉力（压力）、压力、剪切力、扭转力构件的受力形式多种多样，基本受力形式：拉力（压力）、压力、剪切力、扭转力和弯曲力。和弯曲力。受力形式受力形式概念概念受力形式受力形式拉拉 力力 物体所承受的拉拽力 结构承受拉伸时，作用在结构（经常称
10、为拉杆）上的力是一对方向相反，作用线与拉杆轴线重合的集中力，方向背离杆的底面。其受力实例是吊车的吊绳。压压 力力挤压物体的力 结构承受压缩时，作用在结构（习惯上称为压杆）上的力是一对方向相反，作用线与压杆轴线重合的集中力，方向指向杆的底面。如液压机的顶杆工作时就是受压。剪切力剪切力 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力 结构在受剪切时，结构所承受的力是分别作用在构件相对的两个面上，方向相反，作用线错开微小距离的两个平行力。连接剪刀两个部分的销钉在剪刀工作时就是承受的剪切力，其受力模型如图。扭转力扭转力 反方向向物体两端均匀施力,使物体发生扭转形变的力 承受扭转的构件一般
11、都称为轴。它承受的外力是一对作用在轴两端面内，转向相反的力偶矩。弯曲力弯曲力 作用于物体,使它产生弯曲的力 承受弯曲载荷的构件，一般称为梁。梁在承受弯曲时，受力情况比较复杂，其中一种载荷叫做弯矩。它是作用在过梁的轴线且与横截面垂直的平面内的力偶矩。其作用力是使梁产生弯曲变形。241.拉力2.压力3.剪切力4.扭转力5.弯曲力？2：请连线，把左右对应的项目连接起来：A.作用于物体，使它产生弯曲的力B.两个矩离很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物体上的平行力C.挤压物体的力D.物体所承受的拉力E.反方向向物体两端均匀施力，使物体发生扭转形变的力252、简易桥梁的受力：、简易桥梁的受力：1、人坐
12、在椅子上，椅面受到的力有：、人坐在椅子上，椅面受到的力有：人对椅面的压力、椅面自身的重力、人对椅面的压力、椅面自身的重力、椅子的支架对椅面产生的支持力椅子的支架对椅面产生的支持力行人和通行车辆对桥面的压力、桥自行人和通行车辆对桥面的压力、桥自身的重力、两端桥墩对桥的支撑力以身的重力、两端桥墩对桥的支撑力以及风对桥的力等。及风对桥的力等。练习：练习：P726探究：探究：观察右图观察右图,说明石磨的推杆为什么要说明石磨的推杆为什么要用一根绳子吊起来用一根绳子吊起来?一是保持人在推磨时推杆始终在平行于地面的平面上运动，改变了人推磨时的用力方向，只需前推与后拉，使推磨更轻松；二是防止推杆弯曲变形，可以
13、承载一些推杆的重力。27结构力学应用于结构力学应用于日常生活中日常生活中火火车车站站上上盖盖书书架架古典建筑28材料形状对结构影响不同形状材料对结构不同形状材料对结构有一定影响。有一定影响。29车车顶支架顶支架单单车车车车轮轮书书架和椅子架和椅子30盛盛载载食物的胶盒食物的胶盒在面上加上凹凸坑在面上加上凹凸坑纹，纹，令结构更坚固令结构更坚固。31n实体结构：指结构本身是实心的结构；n框架结构：指结构体由细长的构件组成的结构；n壳体结构：指层状的结构；三、结构的类型三、结构的类型根据物体结构形态，通常结构可分为三根据物体结构形态，通常结构可分为三种：种：实体结构、框架结构和壳体结构实体结构、框架
14、结构和壳体结构。32331、实体结构、实体结构：如实心墙、大坝等。：如实心墙、大坝等。受力特点：外力分布在整个体积中。受力特点：外力分布在整个体积中。342、框架结构、框架结构：如铁架塔、建筑用脚手架、：如铁架塔、建筑用脚手架、厂房的框架等。厂房的框架等。受力特点：支撑空间而不充满空间。受力特点：支撑空间而不充满空间。353、壳体结构、壳体结构：如摩托车头盔、飞机外壳、：如摩托车头盔、飞机外壳、贝壳等。贝壳等。受力特点：外力作用在结构体的表面受力特点：外力作用在结构体的表面36物体结构实体结构框架结构壳体结构组合结构受力特点栅栏圆形陶瓷装饰品冰山高层建筑的穹顶钢化玻璃锅盖竹排汽车外壳人的头盖骨古罗马斗兽场37实际上现代建筑都是由多种基本结构实际上现代建筑都是由多种基本结构类型组合而成的，往往整体由框架结类型组合而成的，往往整体由框架结构，地基、柱体等往往是实体结构，构，地基、柱体等往往是实体结构，而有的建筑屋顶则是壳体结构。而有的建筑屋顶则是壳体结构。
