資源簡介

(共60張PPT)
第一節 常見結構的認識
第二節 穩固結構的探析
第四節 經典結構的欣賞
第三節 簡單結構的設計
§1.1 常見結構的認識
松江佘山地區九峰中最高的一座天馬山旁邊，有一個采石留下的深坑，深約100米，長約240米，寬約160米。底部約有20米左右的積水。根據目前規劃，五星級酒店將從坑底伸出地面，水面以上計劃有300間客房，水面以下則為水底餐廳與咖啡館。旁邊設有落差100米左右的瀑布。同時，酒店旁邊還將建成大規模的購物廣場和娛樂公園，以期建成佘山首個大眾消費型產品。該“地下”五星級酒店將于2010年底竣工投用。 根據目前收集到的資料，如果按設計建五星級酒店，那會是世界上人工深坑里海拔最低的，負65米。水下2層，水面17層，坑面2層，一共約21層，只高出地平面15米左右，大部分建筑在坑里，有400個左右的房間，每間客房均設有觀景露臺。酒店將依附著采石坑的南部巖壁建造，從坑底伸出地面，水面以下是水底餐廳、咖啡館和部分客房?？紤]到大坑周圍地勢陡峭，地質良好，又有坑底積水，將有一座懸索橋連接東西兩側，為攀巖、蹦極、水上運動等極富挑戰性的運動提供條件。大坑中的五星級酒店是上海佘山“天馬山現代服務業集聚區”的一部分，建成后將與周邊的體驗中心、中心綠地、主題樂園形成區域優勢。。。。
在自然界，各種事物都有它特定的結構，這些形形色色的結構結了我們無限的創造靈感和啟示。通過對自然界中結構的分析與研究，將其成果應用到技術領域，更好地為人類服務。
結構的定義：
結構（structure）是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。世界上任何事物都存在結構，結構多種多樣且決定著事物存在的性質。
無處不在的結構:
狩獵者從灌木叢走過，褲子上粘滿了令人討厭的蒼耳子。瑞士的喬爾吉·朵青斯通過仔細觀察發現蒼耳子的表面布滿了許多帶有細細倒鉤的小刺，碰到纖維類的衣物便粘在上面，經過8年的研究，根據
蒼耳子的結構，發明了
簡單實用的尼龍搭扣。
蒼耳子與尼龍搭扣
案例分析：
請舉例說明：尼龍搭扣在我們生活中有應用。
案例分析：
在技術領域，產品的結構豐富多彩。結構影響著它們的性質和功能，結構方面存在的一個小問題也許會導致重大事故的發生。所以，合理的結構是事物存在的基礎，卓越的結構是設計者和制造者的重要追求。
課堂閱讀：
閱讀課本P4的“魁北克大橋的坍塌”，并找出：
大橋坍塌的原因和說明的道理.
魁北克大橋
在社會領域，也普遍存在著結構現象。一篇文章的內容結構影響文章的表達與質量，一家企業的人員結構關乎企業的運行與效率。
從力學角度來說，結構是指可承受一定力的架構形態，它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。
一個復雜的結構由許多不同的部分組成，這些組成部分通常稱為構件。
結構與力:
根據構件的受力和變形形式，可將構件分為受拉、受壓、受剪切、受彎曲、受扭轉這五種基本形式。
馬上行動：
請連線：（P5）
受 拉
受 壓
受剪切
受扭轉
受彎曲
構件承受使之產生彎曲的力。
構件承受兩個距離很近、大小相等、方向相反的平行力。
構件承受使之被擠壓的力。
構件承受拉拽力。
構件兩端承受方向相反的均勻的力，使它發生扭轉變形。
小試驗：
比較不同形狀紙板所能承受壓力的大小。（P7）
請思考：
1、哪種情況下紙板的抗壓能力最強，為什么？
2、在現實的生產活動中有哪些應用？
紙張彎曲大跨度小，抗壓能力大。
建造拱橋時需要考慮拱橋的跨度與彎曲程度。
結構的類型:
按物體的結構形態分：
實體結構
框架結構
殼體結構
1、實體結構：
定義：結構體本身是實心的結構。
受力特點：外力分布在整個體積中。
舉例：實心墻、大壩……
金字塔
三峽大壩
2、框架結構：
定義：結構體由細長的構件組成的結構。
受力特點：能承受水平和垂直方向的荷載。
舉例：鐵架塔、建筑用腳手架、廠房的框架……
3、殼體結構：
定義：通常是指層狀的結構。
受力特點：外力作用在結構體的表面上。
舉例：摩托車頭盔、貝殼……
在現實世界中，很多物體的結構是由兩種或兩種以上的基本結構類型組合而成的，這種結構我們通常稱之為組合結構。
承重部分是框架結構，
擋泥板是殼體結構，
腳踏與鏈輪之間是傳動結構。
請思考：
自行車由哪幾種結構組成？
§1.2 結構與穩定性
請舉出生活中不穩定結構的一些例子：
底小口大的空竹簍
因貨物堆得過高而在彎道翻倒的三輪車
路邊倒地的自行車
踩高蹺
倒立的啤酒瓶
……
那到底什么樣的結構是穩定的，什么樣的結構又是不穩定的？
影響結構穩定性的主要因素：
不倒翁為何不到？
1.結構重心的位置
重心越低,穩定性越好;重心越高,穩定性越差。
　　結構重心所在點的垂線是否落在結構底面的范圍內，落在就是穩定的，沒有就是不穩定的。
高塔為什么一般上面很小，下端面積很大？
為什么世界上那么多人都關注比薩斜塔？
２.結構的底座，結構與地面接觸所形成的支撐面的大小。
　　支撐面越大越穩定，越小越不穩定。
野外勘探儀為什么用三角架支撐而不用四角架？五角架……
臨時擺放的屏風為什么擺成Ｚ字型，而不擺成一字型？
３.結構的形狀
　　往往，影響結構穩定性的因素是相互關聯的，需要綜合考慮各種因素來討論結構的穩定性。
2.材料也是影響結構穩定性的因素。
如汽車的車體采用殼體結構和薄鋼板材料制造，是因為殼體結構表面能分散所受的力，薄鋼板使車體質量較小
生活離不開結構設計
§1.3 簡單結構的設計
結構設計應以一種或幾種功能的實現為基本目標，應滿足設計規范，滿足使用者的基本需要。
1、結構設計的目標及要求：
結構設計應考慮的主要因素:
2、結構設計應考慮的主要因素：
結構設計
… …
安全
壽命
個性化需要
功能
美觀
穩定性
成本
強度
結構設計應考慮的主要因素:
設計一個帶有相框的，可拆分的多功能筆筒。
簡單結構的設計案例
如何賞析結構設計作品？
賞析結構設計作品,可從技術與文化兩個角度進行。
（1）技術的角度主要有：結構的使用功能實現、結構的穩固耐用、結構造型設計的創意和表現力、材料使用的合理性，工藝制造的精湛程度等。
§1.4 經典結構的欣賞
賞析結構設計作品,可從技術與文化兩個角度進行。
（2）文化的角度主要有：結構的文化寓意與傳達，公眾認可的美學原則，反映的時代、民族、習俗方面的特征、結構的個性特征等。
閱讀：課本30頁案例分析趙州橋
趙州橋又名安濟橋，建于隋大業(公元605-618)年間，是著名匠師李春建造。橋長64.40米，跨徑37.02米，是當今世界上跨徑最大、建造最早的單孔敞肩型石拱橋。因橋兩端肩部各有二個小孔，不是實的，故稱敞肩型，這是世界造橋史的一個創造（沒有小拱的稱為滿肩或實肩型）。趙州橋距今已1400年，經歷了10次水災，8次戰亂和多次地震，特別是1966年邢臺發生的7.6級地震，邢臺距這里有40多公里，這里也有四點幾級地震，趙州橋都沒有被破壞，著名橋梁專家茅以升說，先不管橋的內部結構，僅就它能夠存在1300多年就說明了一切。1963年的水災大水淹到橋拱的龍嘴處，據當地的老人說，站在橋上都能感覺橋身很大的晃動。據記載，趙州橋自建成至今共修繕8次。
1991年9月，趙州橋被美國土木工程師學會選定取為第十二個“國際土木工程里程碑”，并在橋北端東側建造了“國際土木工程歷史古跡”銅牌紀念碑。
案例分析：
飛檐
（課本31頁）
故宮
文化：漢族文化的代表。建筑色彩以朱墻黃頂為主，表現皇帝的威嚴。屋頂的飛檐結構減輕了大屋頂的沉重感，既增添了飛動輕快的美感，同時又體現了高貴華美的風韻，豐富了建筑文化。
技術：采用了典型的木結構建筑形式。木結構建筑主要采用榫鉚連接。屋頂的飛檐結構擴大了采光面，有利于排泄雨水。
蘇州園林
岳陽樓
飛檐5層，從樓的縱向看各層排檐與樓名直接有關，形如黃鶴，展翅欲飛。整座樓的雄渾之中又不失精巧，富于變化的韻味和美感。
黃鶴樓
中國的建筑以土木結構為主體，可以說，從原始社會末期起，一脈相承，形成了一種獨特的風格。
西方建筑，從埃及和巴比倫到希臘羅馬的花崗巖、大理石體建筑，到近代、現代的鋼筋混凝土和合金金屬建筑，同樣一脈相承，形成了另一種獨特的西方藝術風格。
技術：
中國的古典建筑——沉靜幽思
歐洲的古典建筑——雄壯奔放
中國的古典建筑——沉靜幽思
歐洲的古典建筑——雄壯奔放
閱讀：案例分析 蛋形椅（課本32頁）
阿納 雅格布森被認為是20世紀丹麥最有成就的建筑師，室內設計師，家具設計師和手工藝品設計師，也是僅有的幾個將自己的名字鐫刻在建筑與設計這兩個領域歷史里的設計師。
他的作品不僅是博物館中的經典藏品，更成為丹麥人日常生活中不可缺少的一部分，如一個杯子或者一盞壁燈。
它的作品呈現出一種批判的地方色彩，是傳統手法與功能信條的沖撞。他的每一個作品均具有適合的尺度、細節和意念。他還為自己的大部分建筑作品設計家具和配件。對作品，他注重細節，材料的選用，傳統與實用的結合。雅格布森是個功能主義者，但他是個浪漫的功能主義者。他的整體設計思想，包括建筑概念，平面設計，構成比例，色彩、質料、陳設、燈光、織物等都應表達相同的內涵和主題。
練習：課本33頁
蓋里椅
功能：在使用功能上，蓋里椅具有其他椅子相同的功效，唯一的缺點是沒有扶手，而且椅子面過于平直，坐久了人會覺得不舒服。
結構設計：蓋里椅結構上簡潔大方,線條明快,有流動感。占地面積小，卻十分平穩。但椅子的旋轉性差，不能隨意轉動使得它靈活性也差。
制造技術：蓋里椅要達到整體統一的完美線條和彎曲效果，還要考慮到重心的位置高低和椅子承受能力的大小，對制造來說，是一次挑戰。
審美：蓋里椅的結構傳達出一種盤旋上升、奮發向上的精神，具有雕塑般的美感和強烈的時代氣息，形成了優雅的浪漫主義設計風格。
作為當代杰出設計大師雅格布森的設計作品，蓋里椅流暢柔軟的線條帶給人輕松的心情，金屬的質感透過視覺沖擊人們的內心。坐著的人在不知不覺中陷入雅格布森那寧靜而又充滿想象的世界。 “最好的設計便是沒有設計?！闭邕@句話一樣，蓋里椅的設計其實算不上設計，但它確給了人們另一番感受。

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