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2 学习目标 • 了解结构的含义,能从力学的角度理 解结构的概念和一般分类。 u能对生活中常见的简单结构实例进行归 类,能指出三种结构的不同应用场合。 u通过本节的学习,使学生初步认识 结构,初步体会结构的和谐、简练和经 典,从而帮助学生初步把握生活中各类 问题解决的主要架构,拓宽思维和想像 空间。 3 一、结构无处不在 4 5 人 体 结 构 图 6 •技术领域 7 悉尼海港大桥 8 • 文章的内容结构影响文章的 表达和质量 • 企业的人员结构关乎企业的 运行和效率 • 经济结构将影响国家经济的 发展前景 9 n案例一、古老的板凳 问题: 1、板凳的结构 由哪几部分组 成? 2、连接凳腿之 间的“横牚” 承受什么样的 力? 横牚 10 3、两者相比 较,你认为长 牚又起到了怎 样的作用? 长牚 11 1.哪一个更结实、更牢固?为什么? (A) (B)接触面 受力面 受力面越大的,结构越稳定 12 (A) (B) (C) 物体的主体框架与构造形式, 一般称为架构。 . 以上三种板凳的凳腿和凳面之间、腿与横牚 之间、长牚和两个横牚之间,都采用了榫卯 连接。 动动脑:为什么不采用钉 子或螺钉连接呢? 13 请你总结一下: 14 n案例二 吊车与吊桶 吊绳 绳子 它们都是利用吊车上的电动机或辘轳的牵拉 力,并借助吊绳来实现吊的功能、完成吊的 过程。 15 实例3、蛇皮管灯具 蛇皮管的优点:能任意弯曲到人们 期望的程度,且不会反弹。 支撑架: 蛇皮管 两款台灯的支撑架有什么不同? 支撑架 16 结构是可承受一定力的架构形态。 结构 是为了承受力和抵抗变形——结构的本质。 二、知识引入: 结构是指物体的各组成部分之间的搭配 和排列。 物体的结构由物体的功能和需要决定, 而物体的结构又决定了物体的性质和形 态。 赵州桥 赵州桥又名安济桥,建于隋大业(公元605-618) 年间,是著名匠师李春建造。桥长64.40米,跨径 37.02米,是当今世界上跨径最大、建造最早的单 孔敞肩型石拱桥。因桥两端肩部各有二个小孔,不 是实的,故称敞肩型,这是世界造桥史的一个创造 (没有小拱的称为满肩或实肩型)。赵州桥距今已 1400年,经历了10次水灾,8次战乱和多次地震, 特别是1966年邢台发生的7.6级地震,邢台距这里 有40多公里,这里也有四点几级地震,赵州桥都没 有被破坏,著名桥梁专家茅以升说,先不管桥的内 部结构,仅就它能够存在1300多年就说明了一切。 1963年的水灾大水淹到桥拱的龙嘴处,据当地的老 人说,站在桥上都能感觉桥身很大的晃动。据记载, 赵州桥自建成至今共修缮8次。   在主拱券的上边两端又各加设了二个小拱,一是可节 省材料,二是减少桥身自重(减少自重15%),而且能增 加桥下河水的泄流量。   1979年5月,由中国科学院自然史组等四个单位组成 联合调查组,对赵州桥的桥基进行了调查,自重为2800吨 的赵州桥,而它的根基只是有五层石条砌成高1.55米的桥 台,直接建在自然砂石上。这么浅的桥基简直令人难以置 信。梁思成先生1933年考察时还认为这只是防水流冲刷而 用的金刚墙,而不是承纳桥券全部荷载的基础。他在报告 中写道:“为要实测券基,我们在北面券脚下发掘,但在 现在河床下约70-80厘米,即发现承在券下平置的石壁。 石共五层,共高1.58米,每层较上—层稍出台,下面并无 坚实的基础,分明只是防水流冲刷而用的金刚墙,而非承 纳桥券全部荷载的基础。因再下30-40厘米便即见水,所 以除非大规模的发掘,实无法进达我们据学理推测的大座 桥基的位置。” 饕餮,最贪吃,能吃能喝,常饰于鼎的盖子 上。因它能喝水,几乎在古代桥梁外侧正中都 能见到,防止大水将桥淹没。 赵州桥栏板上的饕餮(仿隋朝栏板) 1991年9月,赵州桥被美国土木工程师学会选定 取为第十二个“国际土木工程里程碑”,并在桥北 端东侧建造了“国际土木工程历史古迹”铜牌纪念 碑。 24 长城 25 上海卢浦大桥 (桁架结构)是当 今世界第一钢结构拱桥, 是世界上跨度最大的拱形桥。卢浦大桥在设计 上融入了斜拉桥、拱桥和悬索桥三种不同类型 桥梁设计工艺桥身呈优美的弧型,如长虹卧波, 飞架在浦江之上。 26 三、结构的分类 实 体 结 构 壳 体 结 构 框架结构 27 结构类型{实体类型 框架类型 壳体类型 指结构体本身是实心的结构。 如墙壁、柱子、实心球等等。 特点:1.能承受较大压力。 2.几何外形简单 通常是指结构体本身由细长 的构件组成,如窗户、画框、 房子的架构等等。 特点:支撑空间却不充满空 间。 壳形结构通常是指层状的 结构。 如贝壳、头盔、汽车飞机 的外壳等等。 特点:外力作用在结构体 的表面上。 受力均匀、形态稳定。 28 想一想头盔为什么设计为圆弧形, 而不是长方体或是多面体? 29 小实验 在纸杯上放置物体,逐渐增加物体 的重量,观察纸杯的变化,这说明 了什么问题? 30 来,用你的慧眼……看看 它们都是什么类型的结构? 31 32 33 来,继续试验一下你的 慧眼……看看它们都是什 么类型的结构? 34 中国国家大剧院 35 无限启示—— 来,开启你智慧的大门吧…… 36 瑞士的工程师乔治•德梅斯特拉尔酷爱郊游 与打猎。1948年秋季的某天打猎回来,发现 衣服上粘着一些苍耳的种子。若要除去这些 苍耳 的种子是非常麻烦的事,这引起了他的 极大兴趣,他便从衣服上取下一颗种子在放 大镜下仔细观察,发现在种子上的芒毛有一 个个小钩子,正是这些小钩子抓住了衣服上 的纱线。由此他突发奇想,如果能在带子上 也产生这些类似的小钩子,它不就也可以使 布带相互搭接代替钮扣和拉链了吗?在鬼针 草种子的启示下,他经过8年的精心研究,于 1956年终于设计了定型的产品,宣告了尼龙 搭扣带的诞生 37 一个善于捕捉灵感的人一定善于创造 • 苍耳籽遍及全球,粘上草籽者也一定不 在少数,然而只有乔治才获得成功,并 成为亿万富翁。 • 创造的灵感何在?其实就在你的身旁。 38 马上行动 在生产生活中那些产品的结构是受到自然物 体的结构的启发而产生的? 39 The Question是reebok为艾弗森设计的第一 双鞋。 整双鞋采用reebok的[Hexalite] (蜂巢)技术,利用独特的六角形几何连 接结构,将受力均匀分散,进行很有效的 缓震。后掌采用一整片蜂巢缓震材料,将 鞋底和侧面完全包裹,增加了稳定性。 此款鼠标垫的内部结构为仿 蜂巢设计,这一设计大大降 低了鼠标垫的重量,却不影 响鼠标垫的韧性。蜂巢结构 设计保障了鼠标垫的结构稳 定,使用再久也不会发生变 形。 40 41 “德耳塔7运动”(Delta 7 Sports) 公司在他们推出的Arantix山地自行车上, 典型的质密圆柱管形材料被可通风、可看穿的网格结构所取代。这种网 状结构由碳纤维合成物编织而成,并用凯夫拉尔绳(纤维B)进行捆绑。 虽然这张“蜘蛛网”看起来可能很脆弱,但这种名为“IsoTruss”的碳纤 维合成物强度上却要胜过钢、铝和钛,甚至比质密的的碳合成物还要坚 固——当前的超轻型自行车车架一般都使用这种材料。 42 使用者将产品对准歹徒,扣动板机,击发弹点击后,形成巨大的 推动力,将产品前置的捕捉网发射出去,在10米的范围内将歹徒 罩住,使歹徒无法奔跑,且越动网罩越紧。在10米左右的范围内, 对准歹徒发射,张开的巨大网罩能准确地罩住歹徒,成功率高达 98%以上。网为高强度尼龙丝编织而成,具有重量轻、韧性强、不 易损坏等特点,能牢牢地罩住歹徒。 43 本节课小结: • 结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配 和排列——结构的各个组成部分称为构件。 • 结构是为了承受力和抵抗变形——结构的本质。 • 结构类型:实体结构、框架结构、壳体结构 44 当堂训练当堂达标: 1.下列哪种结构是受自然界事物结构启发而产生的?( ) A.钢笔 B.潜艇 C.课桌 D.黑板 2.下列选项中,属于框架结构的是( ) A.房屋的墙体B.教室的门窗C.化工厂的储油罐 D.煮饭用的高压锅 3.下列结构中属于实体结构的是( ) A.摩托车头盔 B.水库大坝 C.输电铁塔 D.鸟巢工程 4.为了方便城镇人使用水资源,设计出了水管输送方式,设计的 水管结构类型是( ) A.框架B.壳体C.实心D.以上都不是 45 5、摩托车事故中驾乘人员死亡的70%以上都是没有戴头盔或者 是头盔质量不合格造成头部受伤所致。质量合格的安全头盔能有 效保护人的头部,是因为( ) A.合格头盔制作优良,戴在头部与头部形成一个整体,是一个坚 固的实体结构B.合格头盔的密封性好,里面的空气能起到缓冲撞 击的作用C.合格头盔是一个良好的壳体结构,坚硬的壳体能有效 保护头部D.合格头盔视野清晰,可以帮助车主避免交通事故的发 生 6、某同学在新年联欢会上表演了在灯泡上行走的节目,同学们感 到非常刺激。有的同学以为他是出自武术世家,有轻功的底子。 同学们都想了解其中的奥秘。根据通用技术所学的知识,以下解 释中合理的是( ) A.所使用的灯泡一定是假的,只是道具B.因为灯泡是壳体结构, 所以能承受较大的外力作用C.只要认真努力的训练,普通人也能 具有轻功D.技术的发展离不开设计 46 课后作业   同学们可自主选择以下任一项,也可自主 设置活动。以小组合作的方式,对我们身边的 建筑物或生活用品的结构特征进行调查 活动1:调查3座以上不同形状的桥梁。 活动2:调查3种以上不同形状的房屋。 活动3:调查3种以上不同样式的椅子。   上述调查活动可从以下几个方面展开:了 解制造时间、用途、所用材料等;观察它们的 形状(最好绘制草图或用相片纪录)、主要组 成部分、各部分的连接方式等;注意归纳不同 桥梁、房屋和椅子各自的共同点。 查看更多

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