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知識網絡
結構與設計
認識結構
探析穩固的結構
設計簡單的結構
欣賞經典的結構
含義
類型
受力
穩定性
強度
功能
主要因素
草圖
制作
技術
文化
二 探析穩固的結構
目標:
1、會分析影響結構的穩定性和強度的主要因素
2、會寫結構穩定性和強度測試的技術試驗報告
3、理解結構與功能的關系
臺風引起的不穩定現象
1.結構的穩定性
定義
它是結構的重要性質之一
結構的穩定性是指結構在負載的作用下維持其原有平衡狀態的能力。
1.結構的穩定性
影響結構穩定性的主要因素
影響結構穩定性的因素有多種，主要有三大因素：
（1）重心位置的位置
（2）結構與地面接觸所形成的支撐面的大小
（3）結構的形狀
1.結構的穩定性
注意：結構重心所在點的垂線落在結構底面的范圍內，就是穩定的，否則就不穩定。
履帶式小轎車
重心低，穩定性好
1.結構的穩定性
木雕圓桌、圓凳 支撐面積大 擺放穩定
1.結構的穩定性
雙腳支撐輕騎車
單腳支撐自行車
1.結構的穩定性
靜態的物體與動態物體穩定條件不一樣
　　 運動狀態下與靜止狀態下物體的穩定條件有所不同。高空走鋼絲手持長桿
1.結構的穩定性
增強結構穩定性的方法
（1）減低重心、使重心落在支撐面內
（2）增大結構與地面接觸所形成的支撐面的大小
（3）改變結構的形狀、加支撐
（4）地面加固
1.結構的穩定性
結構的強度(Strength)是指結構具有抵抗被外力破壞的能力。
海嘯
大壩
2.結構的強度
影響結構強度的主要因素
影響結構強度的因素有多種，主要有三大因素：
（1）結構的形狀
（2）使用的材料
（3）構件之間的連接方式
2.結構的強度
拔河
繩子的強度
2.結構的強度
普洱地震
唐山地震
2.結構的強度
問題：
2008年5月12日14點28分在我國四川省汶川地區發生了特大級的地震災害導致大量的建筑物倒塌，根據結構的強度來分析，影響結強度的因素有（ ）
A、結構的體積 B、結構的材料和體積 C、結構的材料、結構的形狀和結構的連接方式 D、結構的材料和結構的重心高低以及結構的體積
結構的強度與結構的形狀、使用的材料、構件之間的連接方式等因素有密切的關系。
交叉搭建增加結構強度
2.結構的強度
鋁合金A字形梯
2.結構的強度
結件連接方式
結構的強度與結構的形狀、使用的材料、構件之間的連接方式等因素有密切的關系。
2.結構的強度
結構形狀
各種形狀的橫截面構件，所承受力的程度是不一樣的。
三角形是框架結構最基本的形狀之一，結實、穩定、材料最少。在四邊形、六邊形構件中，加上三角形支撐件，就可大大增加構件的牢固程度。
2.結構的強度
在結構設計中必須考慮到所使用的材料,如鋼、木、石、化工材料等等，不同的材料就有不同的強度。
2.結構的強度
不同材料構成的結構，其強度各不相同。有抗拉力、壓力、剪切力和扭曲力性能的，所以在不同結構不同要求中，選擇不同特性的材料。
梁的示意圖
壓力
拉力
跳板材料
2.結構的強度
鋼筋混凝土梁中混凝土主要是起著抗壓的作用，而鋼筋主要是起抗拉的作用，如下圖，樓板和陽臺的加固鋼筋位置都安裝正確的是（ ）
問題
結構構件的連接
鉸連接：被連接的構件在連接處不能相對
移動，但能相對轉動。
2.結構的強度
剛連接：被連接的構件在連接處既不能相 對移動，也不能相對轉動，具體有榫接、膠接、焊接等。
榫接
膠接
焊接
2.結構的強度
問題：
陳成家里的紗窗門用久后發生了變形，請用你學過的知識，對其進行了加固處理。
問題：
下圖是兩位同學制作的筷子支架結構。為什么右邊這個只能支撐一個5千克的鉛球，而左邊這個卻能支撐兩個共8千克的鉛球？請分析原因。
問題：
分析：因為結構的強度與結構的形狀有關。
左邊的結構內部有三角形支撐結構，所以它的
強度更強，能支撐2個鉛球。而右邊結構的內
部沒有三角形支撐結構，所以它只能支撐1個
鉛球。左邊的結構更加穩定，因為它的支撐面
積比右邊的大。
技術評價題
下面是三種牛奶包裝盒，請從人機關系、成本、穩定性、環保、加工難易等方面進行評價。如從人機關系、成本、穩定性、環保四個方面綜合考慮你認為哪種產品好（在表格中的括號中打“√”）？
A B C
技術評價題
下面是三種牛奶包裝盒，請從人機關系、成本、穩定性、環保、加工難易等方面進行評價。如從人機關系、成本、穩定性、環保四個方面綜合考慮你認為哪種產品好（在表格中的括號中打“√”）？
A B C
品
種
評
價
角
度
A
（ ） B
（ ） C
（ ）
人機關系 飲用時不方便
成本 成本高
穩定性 穩定性較好
環保 能回收，較環保
加工難易 加工方便
技術試驗題
小方同學的學校宿舍陽臺上沒有晾衣架，于是他自己設計了一個簡易晾衣架，并安裝使用（如圖所示）。小方同學用竹桿作為晾衣桿，用鐵絲固定繩與拉鉤，鐵絲與陽臺頂層用水泥釘采用剛連接方式固定。請你設計一個簡單的試驗方案，檢測小方設計的簡易晾衣架的強度。
試驗名稱：　　　▲ 　　　 　　　
試驗目的： 　　　▲ 　　　 　
試驗準備： 　　　▲
試驗步驟： 　　　▲
技術試驗題
小方同學的學校宿舍陽臺上沒有晾衣架，于是他自己設計了一個簡易晾衣架，并安裝使用（如圖所示）。小方同學用竹桿作為晾衣桿，用鐵絲固定繩與拉鉤，鐵絲與陽臺頂層用水泥釘采用剛連接方式固定。請你設計一個簡單的試驗方案，檢測小方設計的簡易晾衣架的強度。
試驗名稱：晾衣架的強度試驗
試驗目的：測試晾衣架的強度
試驗準備：晾衣架，重物
試驗步驟：
（1）晾衣桿抗彎曲試驗：在晾衣桿中間處掛重物，觀察晾衣桿的彎曲變形情況，并作記錄。（或將一端頂在墻角，另一端用手用力使它彎曲，觀察晾衣桿的彎曲變形情況，并作記錄。）
（2）拉鉤抗拉強度試驗：在拉鉤上掛重物，觀察拉鉤的變形情況，并作記錄。
（3）連接處抗拉強度試驗：在拉鉤上掛重物，觀察連接處是否松動或脫離，并作記錄。
增強結構強度的方法
（1）改變結構的材料
（2）改變結構的形狀
（3）改變結構構件的連接方式
2.結構的強度
車頂支架
單車車輪
書架和椅子
2.結構的強度
盛載食物的盒子
凹凸坑紋，令結構更堅固。
2.結構的強度
結構不僅是事物存在的一種形式，而且對事物的功能和作用產生著直接影響。結構的變化可能導致功能的變化。
3.結構與功能
3.結構與功能
殘疾人專用電動車
3.結構與功能
結構對事物的功能和作用產生著直接影響，結構的改變可能導致功能的變化
3.結構與功能
請根據所學知識設計一輛冰上自行車！
探究
請根據所學知識設計一輛雪地自行車！
探究
請根據所學知識設計一輛雪地自行車！
探究
請根據所學知識設計一輛雪地自行車！
探究
結構不穩定性的應用
候風地動儀
3.結構與功能
魁北克大橋的坍塌。
大橋坍塌的原因是什么？
——擅自改變橋的結構。
設計師在沒有對橋梁的關鍵部位做相應加固的情況下大橋坍塌的原因是設計師在沒有對橋梁的關鍵部位做相應加固的情況下，擅自將原來的500m的橋長延長到了600m，造成了大橋南端制動臂上的壓力索發生彎曲，從而導致整個上層結構的傾塌。
3.結構與功能
1、影響結構穩定性的主要有三大因素：
（1）重心位置的位置
（2）結構與地面接觸所形成的支撐面的大小
（3）結構的形狀
2、影響結構強度的主要有三大因素：
（1）結構的形狀
（2）使用的材料
（3）構件之間的連接方式
3、結構不僅是事物存在的一種形式，而且對事物的功能和作用產生著直接影響。結構的變化可能導致功能的變化。
小 結
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