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(共40張PPT)
第一章 結(jié)構(gòu)與設(shè)計
第一節(jié) 認(rèn)識結(jié)構(gòu)
1.了解結(jié)構(gòu)
結(jié)構(gòu)(structure)——事物的各個組成部分之 間的有序搭配和排列
①自然界 ②技術(shù)領(lǐng)域 ③社會領(lǐng)域
無處不在的結(jié)構(gòu)
長城
艾菲爾鐵塔
趙州橋
蜂巢
無處不在的結(jié)構(gòu)
沙丘
蜘蛛網(wǎng)
亂石
面包樹
倉庫建造結(jié)構(gòu)圖
305
206
204
悉尼歌劇院
羅浮宮
雪 花 結(jié) 構(gòu)
1.了解結(jié)構(gòu)
蜜蜂是自然界中卓越的建筑大師，蜂巢的結(jié)構(gòu)精巧又美觀。蜂巢由成千上萬間蜂房組成，每間蜂房都是大小相等的六棱柱體。這種結(jié)構(gòu)用材最少而容積最大，具有堅固、節(jié)省材料、自重輕等優(yōu)點。
1.了解結(jié)構(gòu)
蜘蛛網(wǎng)具有獨一無二的機(jī)械強(qiáng)度和彈性。使得其成為人們所知道的最牢固的材料，受此啟發(fā)，人們研制出如蜘蛛絲一樣的高強(qiáng)度纖維，用這種纖維做成的復(fù)合材料可以用來做防彈衣、防彈車。
1.了解結(jié)構(gòu)
長城
長城是中華民族的驕傲與象征，是世界偉大的古代建筑奇跡之一。長城西起甘肅嘉峪關(guān)，東至河北山海關(guān)，全長約6300Km。長城以悠久的歷史，浩大的工程，雄偉的氣魄著稱于世。長城是磚筑實體結(jié)構(gòu)。
艾菲爾鐵塔
比薩斜塔
應(yīng)縣木塔
1.了解結(jié)構(gòu)
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。始建于1056年，塔高67米,整個木塔共用紅松木料3000立方，約2600多噸重，純木結(jié)構(gòu)，無釘無鉚。經(jīng)歷近千年的風(fēng)雨、地震的考驗，仍然完整地屹立著。
應(yīng)縣木塔
1.了解結(jié)構(gòu)
1.了解結(jié)構(gòu)
趙州橋
趙州橋是中國現(xiàn)存最著名的古代石拱橋，建于公元596～605年，全長64.4m，拱頂寬9m。為弧形單孔石拱橋，結(jié)構(gòu)堅固，雄偉壯觀。
通過以上結(jié)構(gòu)的欣賞，思考如下問題：
它們有什么共同特點？
它們在受到外力的作用時，有沒有發(fā)生明顯的形變？
1.了解結(jié)構(gòu)
結(jié)構(gòu)必須要能承受其功能所需的外力
結(jié)構(gòu)在外力的作用下能抵抗一定的變形
魁北克大橋
這座大橋本該是美國著名設(shè)計師特奧多羅.庫帕的一個真正有價值的不朽杰作。庫帕曾稱他的設(shè)計是“最佳、最省的”。
庫帕自我陶醉于他的設(shè)計，而忘乎所以地把大橋的長度由原來的500米加到600米，以成為當(dāng)時世界上最長的橋。
正當(dāng)投資修建這座大橋的人士開始考慮如何為大橋剪彩時，人們忽然聽到一陣震耳欲聾的巨響--大橋的整個金屬結(jié)構(gòu)垮了：19000噸鋼材和86名建橋工人落入水中，只有11人生還。
由于庫帕的過份自信而忽略了對橋梁重量的精確計算，導(dǎo)致了一場悲劇。
魁北克大橋的坍塌
結(jié)論:結(jié)構(gòu)影響著它們的性質(zhì)和功能,結(jié)構(gòu)方面存在的一個小問題也許就會導(dǎo)致重大事故的發(fā)生。
思考：大橋坍塌的原因是什么？
擅自改變橋的結(jié)構(gòu)。
　　
2.結(jié)構(gòu)與力
結(jié)構(gòu)是指可承受一定應(yīng)力的物體形態(tài)，結(jié)構(gòu)可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。
一個較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)由許多不同的部分組成，這種組成部分通常稱為構(gòu)件。
結(jié)構(gòu)
構(gòu)件
應(yīng)力：單位橫截面積上所受的內(nèi)力
椅背
椅面
椅腿
橫檔
2.結(jié)構(gòu)與力
椅子由哪些構(gòu)件組成？
椅腿和椅背受壓力、橫檔受拉力
椅子如何承受力？
一個火腿腸，如何在中間截為兩段？
用工具：（1）刀切開
（2）剪刀剪開
空手：（3）掰彎
（4）扭斷
（5）拉斷
實踐活動1
實踐活動1：力的基本類型（效果）
要求：對手里的泡沫條施加力的作用（參照教材P07），找出會有哪些形變，討論并完成表格。（時間5分鐘）
實踐活動1：力的基本類型
分類 圖例 形變特點 常見實例
拉伸形變，構(gòu)件被拉長截面變小
拉力
壓力
彎曲力
剪切力
扭曲力
起吊重物的鋼索 拔河的繩子
訂書機(jī)
壓路機(jī)
弓箭
釣魚竿
剪紙
剪草坪
壓縮形變，構(gòu)件被壓縮截面變大
橫截面將沿外力作用方向發(fā)生錯動
任意橫截面發(fā)生相對轉(zhuǎn)動
縱向平面內(nèi)發(fā)生彎曲
擰螺絲刀
擰干衣服
知識運用
1、說出橫杠和支柱分別受什么力？
橫桿受彎曲力
支柱受壓力
①彎曲力
②受拉力
2、指出如圖所示構(gòu)件①和②的主要受力類型。
提問:梁只是由混凝土材料構(gòu)成的嗎
一般的構(gòu)件都受到多種力的同時作用
壓力
拉力
杠精的應(yīng)用
3.結(jié)構(gòu)的分類
知識運用
實體結(jié)構(gòu)
請同學(xué)們對下圖的物體進(jìn)行結(jié)構(gòu)的分類。
實體結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)體本身是實心的 。
受力特點：外力分布在整個體中，
利用自身來承受荷載，主要承受
壓力，如實心墻，大壩。
知識運用
框架結(jié)構(gòu)
請同學(xué)們對下圖的物體進(jìn)行結(jié)構(gòu)的分類。
框架結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)體由細(xì)長的構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)
受力特點：即能承受豎向重力荷載，也能承受水平方向的荷載，如鐵架塔，建筑用腳手架，廠房的框架
知識運用
殼形結(jié)構(gòu)
請同學(xué)們對下圖的物體進(jìn)行結(jié)構(gòu)的分類。
殼體結(jié)構(gòu)：通常是指層狀的結(jié)構(gòu)
受力特點：外力作用在結(jié)構(gòu)體表面上，當(dāng)殼頂部受到壓力時，能將力均勻分散，如摩托車手的頭盔，飛機(jī)的外殼，貝殼。
知識應(yīng)用
組合結(jié)構(gòu)
請同學(xué)們對下圖的物體進(jìn)行結(jié)構(gòu)的分類。
3.結(jié)構(gòu)的分類
要求：分組完成三種結(jié)構(gòu)的試驗（參照教材P09），總結(jié)三種結(jié)構(gòu)的特點，并填入學(xué)案對應(yīng)的表格。（時間4分鐘）
實體結(jié)構(gòu)承重和撞擊試驗
框架結(jié)構(gòu)按壓和拉伸試驗
紙橋承重試驗
主要受壓力
實體結(jié)構(gòu)利用自身來承受荷載，主要承受壓力。
框架結(jié)構(gòu)通過條狀物的連接來承受荷載，既可以承受壓力，也可以承受拉力。
殼體結(jié)構(gòu)通過殼形來傳遞力，特別當(dāng)殼體頂部受到壓力時，它能將力均勻擴(kuò)散。
3.結(jié)構(gòu)的分類
雞蛋為什么能承受那么大的壓力？
練習(xí)：分析物體結(jié)構(gòu)的類型
物體結(jié)構(gòu) 實體 框架 殼體 組合
柵欄
圓形陶瓷裝飾品
冰山
建筑的穹頂
鋼化玻璃鍋蓋
竹排
汽車外殼
人的頭蓋骨
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古羅馬斗獸場
4.來自結(jié)構(gòu)的創(chuàng)造靈感
蒼耳子
蜂窩輪胎
尼龍搭扣
峰巢
4.創(chuàng)意結(jié)構(gòu)
反向傘
普通雨傘
車門縫開超大才可以開收傘，車子、身子會淋濕。
最小空間開啟，只需小小的門縫就可以開收傘。
結(jié)構(gòu) 千變?nèi)f化
創(chuàng)意 永無止境
4.創(chuàng)意結(jié)構(gòu)
5.課堂小結(jié)
結(jié)構(gòu)
與力
了解
結(jié)構(gòu)
結(jié)構(gòu)的分類
認(rèn)識結(jié)構(gòu)
6.課后作業(yè)
利用課下準(zhǔn)備的材料搭建一個人字梯和伸縮掛衣架，認(rèn)識它們的結(jié)構(gòu)，并對構(gòu)件進(jìn)行受力分析，為學(xué)習(xí)下節(jié)探究結(jié)構(gòu)做好準(zhǔn)備。
感謝聆聽！

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