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(共88張PPT)
第一章
結構及其設計
第一節
初識結構
二、結構的含義、功能與分類
（一）結構的含義與功能
結構：是指組成某體系的各部分單元之間的搭配和排列（布局安排），確定的搭配和排列決定了物體的性質和形態。
結構的各組成部分，通常成為構件。
★本質：結構是可承受一定力或力矩的架構形態，抵抗變形或產生需要的變形是結構的本質。
為了承受力和抵抗變形。
（二）常見結構的類型
（從力學的架構與形態考慮）
★實心結構
★框架結構
★殼體結構
實心結構：結構體本身是實心的結構
受力特點：能承受較大的壓力
如
實心墻
大壩
框架結構：結構體由細長的桿件組成的結構。
受力特點：支撐空間而不充滿空間。
如
鐵塔
建筑用腳手架，廠房的框架
殼體結構：是指由曲面形板與邊緣構件（梁、拱或桁架）組成的空間結構。
受力特點：外力作用在結構體的表面上，
如
頭盔
飛機的外殼
貝殼
在生產和生活實際中，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。
如黑龍江廣播電視塔，他的塔腿由石砌礅座組成，塔身由鋼鐵部件的框架組成。
二、結構的受力
構件的基本受力形式：拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力。
拉
力
物體所承受的拉拽力
壓
力
擠壓物體的力
剪切力
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
扭轉力
反方向向物體兩端均勻施力
,使物體發生扭轉形變的力
彎曲力
作用于物體
,使它產生彎曲的力.
壓力
張力
（拉力）
危險截面
梁
結構強度:指結構具有的抵抗被外力破壞的能力.
三、結構的強度P26
第三節
結構的強度與穩定性
二、應力與強度
內力：構件在外力作用下發生變形的同時，構件內部分子之間隨之產生一種抵抗變形的抵抗力，稱為內力。
應力：作用在單位面積上的內力。
物體結構抵抗破壞的能力，強度；用應力來衡量強度，既科學又確切。
N
S
F
三、影響結構強度的主要因素p26
探究：拱形結構受力
結構形狀
結構的外部形狀和結構的構件截面形狀不同的構件，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。
[鏈接生活現象]：生活中哪些通過改變結構形狀增加強度的？
趙州橋
A形梯
結構的材料
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
（1）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。
如折疊傘傘骨間的連接，門與門框的連接等
材料的連接方式
結構的連接方式
（2）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
剛連接
比較圖中同一結構的幾種連接方式,請預言哪種連接方式的強度更好。
影響結構強度的幾個主要因素
（1）形狀
（2）材料
（3）材料的連接方式
觀察生活
四、結構穩定性p28
結構的穩定性
——結構在負載的作用下維持其原有平衡狀態的能力。
——結構具有阻礙翻倒或移動的特性或結構抵抗失穩的能力。
五、影響結構穩定性的因素及應用
（一）影響因素
[探究一]：不倒翁不倒，說明什么影響
穩定性？
[探究一]：不倒翁不倒，說明什么影響
穩定性？
[得出結論]：
重心的高低影響結構的穩定性。
重心越低,穩定性越好;
重心越高,穩定性越差。
[探究二]：通過重心演示儀的變化，說明什么影響結構的穩定性？
[得出結論]：重心要落在結構底面范圍之內
[探究三]：
[得出結論]：
結構與地面接觸所形成的支撐面的大小影響結構的穩定性。
支撐面越大越穩定，越小越不穩定。
注意支撐面和接觸面積的區別.
[探究四]
A形梯的穩定說明影響因素是什么？
[得出結論]：
結構的形狀會影響穩定性。
其中三角形最穩定。
行動：如何讓四邊形穩定呢？
[教師總結]：
影響結構穩定性的主要因素：
1、重心位置的高低
2、結構與地面接觸所形成的支撐面的大小
3、結構的形狀
[知識拓展]
有時也利用不穩定來為我們生活提供便利。
例如：1、用倒置的啤酒瓶預報地震
第五節
典型結構欣賞和結構設計評價P37
賞析結構設計作品，可以從技術與文化兩個角度進行。
技術角度主要有：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。
文化角度主要有：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。
經典結構的欣賞
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卯連接。屋頂的飛檐結構擴大了采光面，有利于排泄雨水。
如圖是一款紙制環保可折疊的嬰兒餐桌椅，配有安全帶。下列設計主要是從結構強度的角度考慮的是（
）。
?
A
采用了上小下大的形狀
B
可折疊、拼插
C
加大了底部重量
D
使用了較厚的材料
D
三葉草設計了一款造型美觀的照片樹，“樹枝上”布滿了小夾子，可以用來夾照片、紙張等。為了提高此產品的穩定性，下列措施中最可行的是（
）。
?
A
增大底座的面積和重量
B
增加“樹枝”和夾子的數量
C
增加立柱的高度
D
立柱采用更高強度的材料
?
A
如圖所示為一款特別設計的牙刷消毒器，采用不倒翁造型，不容易歪倒。其保持穩定的主要因素是（
）。
?
A
采用塑料外殼
B
重心位置低
C
支撐面大
D
接觸面小
?
B
下列技術產品中，沒有用到鉸連接的為（
）。
?
A
C
B
D
C
A
D
B
A
對地震多發地區，可以利用倒置啤酒瓶的不穩定性對地震進行報警。（
）
飛檐是中國古代建筑的特色之一。從技術角度說，它向上微翹，直線和曲線巧妙結合，通過斗拱起著承上啟下、傳遞荷載的作用，有效減少了大屋項的沉重感（
）。
√
√
生活中偶爾會有高壓線塔，在大風中被吹折。為避免這種情況再次發生，下列對線塔的改進措施合理的是（
）
?
A
提高重心位置
B
增加一個底座
C
使用更高強度的材料
D
擴大支撐面的面積
?
C
對于圖示多功能引體向上鍛煉器構件
a
和
b
的主要作用分析正確的是（
）。
A
構件
a
增大了鍛煉器的強度
B
構件
a
不影響鍛煉器的穩定性
C
構件
b
提高了鍛煉器的穩定性
D
構件
b
增加了鍛煉器的支撐面積
?
ACD
多選
籃球架的底座箱體內一般填入重物，用來增加底座的重量，沒有底座箱的也一般會用重物壓在藍球架底部。這主要是為了（）
A
使整體造型更加美觀B
增加籃球架的強度
C
提高籃球架的穩定性D
提高安裝工作的效率
?
C
有一種
A
字型鋁梯，其鋁合金構件通常做成方管狀，而不是薄片狀。這說明了影響此構件結構強度的是（
）。
?
A
連接方式
B
形狀
C
長度
D
材料
?
B
港珠澳大橋是我國基建的又一奇跡，采用“橋、島、隧三位一體”的建筑形式，是世界上里程最長、鋼結構最大、施工難度最大、沉管隧道最長的跨海大橋，被業界譽為橋梁界的“珠穆朗瑪峰”。從技術與文化的角度分析合理的是（
）。
?
A
大橋全路段呈
S
型曲線，既能緩解司機駕駛疲勞、又能減少橋墩阻水率
B
右圖青州航道橋塔，吸收了“中國結”文化元素，使橋塔顯得纖巧靈動、精致優雅
C
大橋采用橋梁加海底隧道方案，充分考慮了對海洋生態環境的影響
D
人工島體積應該越大越好，這樣才能使人工島更加穩定，而不用考慮其它因素
ABC
多選
觀察背包式可折疊嬰兒手推車，為了增加該產品結構的強度，下列措施最有效的是（
）
A
車架采用高強度的合金材料
C
增大車輪的直徑
B
車輪采用充氣輪胎
D
背帶采用柔軟的布質材料
A
我國建筑物南北差異較大，其中斗拱是中國木構架建筑特有的結構構件。由矩形的拱、斜的昂和方形的斗、升等組成，一般位于柱與梁之間，把建筑物的屋檐挑出一定距離。不同時代、不同造型的斗拱，成為學者判斷建筑時代的重要標志之一。以下說法不合理的是（
）
?
?
A
通常的斗拱結構構造精巧，制作工藝簡單
B
把建筑物的屋檐挑出一定距離，造形更加優美、壯觀
C
它位于柱與梁之間，起著承上啟下、傳遞荷載的作用
D
斗拱的復雜繁華程度體現了封建社會森嚴的等級制度
A
圖示為近年來常見的一種移動式
LED
交通信號燈，由移動底座、支撐柱、太陽能板、LED燈等部分組成。為了提高結構的穩定性，以下措施合理的是（
）
A
增大底座的重量
C
增大太陽能板的面積
B
增加
LED
燈的數量
D
增加支撐柱的高度
A
升降機可以看作是人們手臂的延長。如圖所示是一種用于高空作業的升降機。為了保證作業人員的人身安全，下列改進措施合理的是（
）
?A
減少支撐腳的數量
B
增大車輪的靈活性
C
適當增加底面支撐面積
D
升降架采用更高強度的材料
?
多選
CD
由于多肉植物養護容易，所以越來越多的人喜歡在書桌、陽臺上擺放一些多肉植物。晨晨同學想用木板設計制作如圖所示的植物盒，用于養殖多肉植物，該木盒主體可以采用以下四種連接方式，其中最牢固的是（
）。
?
A
A
B
B
CC
DD
A
應縣木塔與意大利比薩斜塔、巴黎埃菲爾鐵塔并稱“世界三大奇塔”，是世界上最早、最高大的純木結構樓閣式建筑，未用一釘一鉚，歷經千年風雨巋然挺立。全塔呈平面八角形，耗紅松木料
3000
立方米，重
2600
多噸，塔身高峻而凝重。下列對木塔說法不合理的是（
）。
?
A
木塔采用傳統工藝建造，是我國
古建筑中的瑰寶，也是世界木結構
的典范
B
木塔結構采用對稱設計，體現了
中國古建筑的典型特點
C
木塔是純木結構，沒用一釘一鉚
，全靠構件的彼此連接，工藝之精美，令世人驚嘆
D
木塔是純木結構，采用的是榫卯連接，如果改用釘連接，就會更加牢固
D
如圖所示為一款實木高腳板凳，高腳板凳由于重心高相對不夠穩定，下列選項中屬于能夠增加板凳穩定性措施的是（
）。
?
A
去掉橫檔
B
適當改變凳腿的傾斜
角度，加大支撐面
C
凳面改用厚木板
D
凳腿間的橫檔上移
B
為了規范的放置書報，小明同學要制作一個如圖所示的書報架，下列措施中可能影響其結構強度的是（
）
A
改變書報架構件間的連接方式
B
選用其它制作材料
C
改變書報架的形狀
D
在支撐桿底部綁重物
?
ABC
多選
港珠澳大橋橋面采用了鋼箱梁的拼接技術，把預制好的一段段箱梁整體吊裝到橋墩上拼接在一起。下列有關描述錯誤的是（
）
A
行駛的載重汽車必須限重和限速
B
大橋設計時應充分考慮風荷載和海浪荷載
C
跨海大橋的整體采用的是框架結構
D
為了使大橋堅固，橋面板塊之間的連接處應采用剛連接
D
小凱同學根據古籍仿造了一個攻城軒車模型，并做了如下改進:①增加底座木板的長度和厚度;②
適度拉大前后輪之間的距離;③轉軸安裝軸承，減小摩擦;④降低板屋上升的高度;⑤減少輪子數量。從增加結構的穩定性角度考慮，以下全對的一組是（
）
A②③⑤
B①②④
C①③⑤
D②④⑤
?
B
我們平時使用的一次性紙杯，杯口邊緣都要向外卷曲，從技術角度分析，這樣做的主要目的是增加杯子的（
）
?
A
穩定性
B
強度
C
摩擦力
D
耐熱性
?
B
許多交通事故是由于司機放置的三角警示牌傾倒，后車司機未能及時看到，因此未能起到警示作用而引發的。為了解決警示牌傾倒的問題，下列做法不合理的是（
）
A
盡量降低三角警示牌的重心
B
增加支架的支撐面積
C
增加警示牌的面積
D
增大支架重量
C
老師為同學們演示了如圖所示的小試驗，卡紙相同，支撐木塊間距相同，用砝碼進行結構承壓測試，得出結論合理的是（
）
A
支撐面的大小，影響其穩定性
B
卡紙的形狀不同，結構的強度不同
C
材料不同，結構的強度就不同
D
該試驗是為了探究影響結構穩定性的因素
B
地震發生時，第一時間老師會讓學生迅速貓腰鉆到課桌下面，防止被落物砸傷。如果需要進一步增加課桌的強度，下列措施合理的是
（
）
A
采用高強度材料
B
提高桌腿高度
C
減少桌面厚度
D
改變桌腿傾斜度，擴大支撐面
A
單腳支撐的自行車的是利用了（
）實現其穩定性的
A
重心的垂線位置
B
結構的形狀
C
支撐面積的大小
D
綜合以上各因素
D
如圖所示是修繕完畢的上海外白渡橋北段橋身。外白渡橋是蘇州河匯入黃浦江口的第一座鋼橋，見證了上海灘百年滄桑。在修繕時，有關部門非常強調要修舊如舊。如此修繕的主要原因是（
）
A
此地段無法架設現代橋梁
B
此地段交通的迫切需要
C
該橋具有較高文化價值
D
該橋是框架結構
?
C
有一種椅子，兩邊的椅腳前后適當的張開，可以提高椅子的穩定性。（
）
結構強度與形狀、材料和連接方法有關。（
）
√
√
因為朋友聚會時有人只顧玩手機，有人設計了一款新型的啤酒杯(如圖所示)，在底部設有一個缺口，用手機墊著時，杯子才不會倒下。關于該設計以下分析合理的是（
）
?A
不同型號手機的厚薄會
影響酒杯的穩定程度
B
存在啤酒溢出對手機的
損壞問題
C
運用了結構的不穩定性
D
一定程度上解決了聚會
時玩手機的問題
多選
ABCD
小亮家有一
張如下圖中的木質小圓桌。為了提高該小桌的穩定性，以下做法合理的是(
)
A增加桌面的面積
B增大桌面的厚度
C增大底座的面積
D增加支桿的長度
C
小明要制作一個木質的籃球架模型，構思了下列設計方案，從穩定性角度考慮其中合理的是（
）
AA
BB
CC
DD
B
小剛構思了下列懸吊式抓取機構的方案，其中在力F作用下，不能將工件夾緊的是
(
)
AC
BD
CA
DB
A
小麗嘗試設計一
款通用技術教室指示牌，從結構強度和穩定性的角度分析，下列設計方案中最合理的是(
)
AB
BD
CC
DA
A
張強一家出去露營，想在室外草地上放置投影儀，他在網上找了4款投影儀支架，其中最適合的是(
)
AA
BC
CB
DD
C
在下列對磚頭進行的測試中，抗壓性能測試的是(
)
AD
BB
CA
DC
C
圖示為一款木制衣帽架。為了提高其穩定性，下列措施不合理的是(
)。
A縮短衣帽鉤伸出的長度
B縮小立柱的截面積
C增大底座的支撐面積
D降低衣帽架的高度
B
圖示為用硬紙板制作而成的座椅，具有一定的強度，
能承受一個成年
人的重量。以下不屬于影響紙板座椅強度的主要因素是
(
)
A硬紙板與硬紙板之間的連接方式
B硬紙板的強度
C紙板座椅座面的高度
D硬紙板連接處的結構
C
張銘要制作一
個木橋模型，用截面為20毫米x
10毫米的木條制作兩側的梁。
下列是梁的四種支撐方案，從結構強度方面考慮，其中合理的是(
)。
AB
BD
CC
DA
D
如圖所示為一款教學用攝像頭展臺，
需要使用時打開拍攝橫桿，
以下關于攝像頭展臺說法不正確的是:
(
)
A為保證結構強度，拍攝橫桿和支撐桿要采用剛連接
B增大底座面積，
可以加強結構的穩定性
C增大支撐桿的橫截面積，可以加強結構的強度
D工作時拍攝橫桿主要受彎曲
A
如圖所示的裝吊夾鉗，在夾持重物上吊過程中，構件1和鉚釘和構件2的受力形變情況分別是(
)
A受彎曲、受剪切、受彎曲
B受彎曲、受剪切、受壓
C受彎曲、受剪切、受拉
D受彎曲、受彎曲、受拉
C
下列有關結構的說法，正確的是(
)
A結構是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列
B從力學角度來看，結構是指可承受一切外力的架構形態
C結構廣泛存在于世界各處，且都是由人設計和制造出來的
D結構就是指力學角度的結構
A
下列事物的結構受自然界啟發而設計的是(
)
A指甲鉗
B口罩
C防毒面具
D縫衣針
C
框架結構的抗震性能較好，主要原因是(
)
A框架結構質量比較輕
B框架結構支撐起空間，但沒有填充滿空間
C框架結構可以承受水平和豎直方向的荷載
D搭建框架結構采用了特殊材料
C
用指甲剪剪指甲是一種剪切現象。(
)
A正確
B錯誤
B
自行車在單腳支撐桿的支撐下保持穩定。如果不斷地擴大支撐桿與自行車之間的夾角，支撐面就會越來越大，結構越來越穩定。(
)
A正確
B錯誤
B

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