資源簡介

(共62張PPT)
技術與設計2
第1單元 結構與設計
一、常見結構的認識
1.無處不在的結構。
2.結構與力。
3.結構的類型。
一、常見結構的認識
1.無處不在的結構：
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。
生物結構在人類中的應用-1
生物結構在人類中的應用-2
生物結構在人類中的應用-3
鷹眼
與導彈跟蹤系統
生物結構在人類中的應用-4
生物結構在人類中的應用-5
蒼蠅的復眼包含4000個可獨立成像的單眼，能看清幾乎360。范圍內的物體。在蠅眼的啟示下，人們制成了由1329塊小透鏡組成的一次可拍1329張高分辨率照片的蠅眼照像機，在軍事、醫學、航空、航天上被廣泛應用。
案例一（書本P4）
事故一：加拿大魁北克大橋二度坍塌
事故時間：1916年9月11日
坍塌原因：由于設計上的缺陷，導致橋體實際承載量遠低于設計承載量，并導致該橋兩度坍塌。首次坍塌時間為1907年。
原設計用于500m跨度，后用于600m跨度，但未在關鍵部位加固。
死亡人數：95人。
美國<時代周刊>評出百年十大最惡劣塌橋事故
案例二
事故二：美國堪薩斯州海厄特-雷根西飯店的高架人行橋突然斷裂
事故時間：1981年7月17日
坍塌原因：當時橋上擠滿了人群，部分人們正在跳舞。建筑學家認為一個原因是跳舞的人們有節奏的振動引發人行橋結構斷裂，另一個原因就是橋面人員過多，負荷過重。
死亡人數：114人。
一、常見結構的認識
2.結構與力：
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、常見結構的認識
2.結構與力：
外力的類型：壓力、拉力、剪切力、扭轉力、彎曲力等。
試一試：扭粉筆，斷裂處截面如何？
拉 力（受拉） 作用于物體 ,使它產生彎曲的力
壓 力（受壓） 兩個距離很近 ,大小相等,方向相反,且作用于同一物體上的平行力
剪切力（受剪切） 擠壓物體的力
扭轉力（受扭轉） 物體所承受的拉拽力
彎曲力（受彎曲） 反方向向物體兩端均勻施力 ,使物體發生扭轉形變的力
舟山大橋欣賞 預計2009年11月22日通車
岑港大橋
金塘大橋
一、常見結構的認識
3.結構的類型：
從力學的架構與形態：實體結構、框架結構和殼體結構。
實體結構通常是指結構體本身是實心。
實體結構受力特點：外力分布在整個體積中，如實心墻、大壩等。
一、常見結構的認識 – 實體結構
框架結構通常是指由細長的構件組成。
框架結構受力特點：即能承受豎向荷載，也能承受水平方向的荷載，如鐵架塔、建筑用腳手架、廠房的框架等。
一、常見結構的認識 – 框架結構
一、常見結構的認識 - 殼體結構
殼體結構通常是指層狀結構。
殼體結構受力特點：外力作用在結構體的表面上，如摩托車頭盔、飛機外殼、貝殼等。
思考 - 結構
雞蛋殼是什么結構？
籃球是什么殼體結構嗎？
水庫壩是什么結構？
學校的天文臺穹頂是什么結構？
提示：生活中，很多物體的結構是混合的。
整體是框架，地基和柱子是實體，屋頂是殼體。
馬上行動P10
二、穩固結構的探析
1.結構的穩定性
2.結構與強度
3.結構與功能
二、穩固結構的探析
1.結構的穩定性
指結構在荷載的作用下維持其原有平衡狀態的能力。是結構的重要性質之一。
影響結構穩定性的主要因素（★★★★）：
重心位置的高低、結構與地面接觸所形成的支撐面的大小、結構的形狀等。
不倒翁：
動時重心所在點的垂線落在結構底面的范圍內。（思考重心位置）
思考以下兩種實例：
三腳架：
結構與地面接觸所形成的支撐面的大小。（同時形成三角形）
桁架與穩定性：
二、穩固結構的探析
2.結構與強度
指結構具有的抵抗被外力破壞的能力。
影響結構強度的主要因素（★★★★）：
結構的形狀（注意此點也是影響穩定性的因素）、使用的材料、構件的連接方式。
二、穩固結構的探析
思考：
分別在一根竹竿和一根同樣尺寸的脆性塑料桿上不斷加掛相同質量的重物。
結果：
原因：
結構強度的受力簡析
思考：部分媒體報道的家里沐浴房爆炸？
發生時一般受外力了嗎？
當構件受到外力作用時，內部各質點之間的相互作用發生改變，產生一種抵抗外力與形變的力，稱之為內力！
應力就是構件的單位橫截面積上所產生的內力，可用如下關系式表示（F內力，S為受力面積）：
應力可以作為表示結構構件強度的基本指標。
結構強度的受力簡析
思考：部分媒體報道的家里沐浴房爆炸？
發生時一般受外力了嗎？
結構形狀對強度的影響示例
結構的材料與連接
結構連接分類：鉸連接、鋼連接
鉸連接：被連接的構件在連接處不能相對移動，
但可相對轉動，具體有松螺栓、門與門框的連接。
剛連接：被連接的構件在連接處即不能相對移動，
也不能相對轉動，具體有榫接、焊接等的連接。
思考
1.有的礦泉水瓶有若干凸起的橫向紋路，它的作用是什么？
2.觀察分體式空調壓縮機（室外）的固定，能否用壁掛式固定？
二、穩固結構的探析
3.結構與功能
單人自行車、雙人自行車、可折疊自行車……
多用起子……
思考
1.學校籃球架穩定性如何實現？
2.屏風的穩定性如何實現？
三、簡單結構的設計
1.結構設計應考慮的主要因素
結構設計應抓住主要目標與要求，如汽車安全氣囊……
結構設計應考慮的主要因素有：
符合使用者對設計對象的穩定性和強度要求，安全因素，公眾和使用者的審美需求等。
四、經典結構的欣賞
結構欣賞的兩個角度：技術與藝術
技術：結構的使用功能的實現，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
藝術：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。
擴大采光、利于雨水排泄
國外經典建筑
現代工業設計經典
現代工業設計經典
書架
本章小結
從力的角度：結構是指可承受一定力的架構形態，力有拉力、壓力、扭轉力……
結構穩定性：重心高低、結構與地面接觸面所形成的支撐面大小、結構的形狀……
結構的強度：結構形狀、使用的材料、構件的連接方式……
結構的欣賞：技術與藝術……

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