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第二单元流程与设计第一单元结构与设计第三单元系统与设计第四单元控制与设计第一章结构与设计第一节初识结构1.知道结构的含义2.了解结构的本质3.掌握结构的分类请同学们想一想，在学习其它课程中，有哪些地方提到过“结构”？一、无处不在的结构金刚石人体的结构社会结构物质结构分子结构原子结构文章的结构地质结构…一、结构无处不在在自然界、在技术领域、在社会领域等普遍存在着结构。世界闻名的建筑结构欣赏木质结构的悬空寺赵州桥埃菲尔铁塔埃菲尔铁塔世界上第一座钢质框架结构的塔。塔的底座宽大，平稳坚实，塔尖高耸入云。山西应县木塔世界上最古老最高大的纯木结构楼阁式建筑，它与法国艾菲尔铁塔、意大利比萨斜塔齐名，被世人称为“世界三大奇塔”。印度德里莲花庙的外貌酷似一朵盛开的莲花，故称“莲花庙”。它高34.27米，底坐直径74米，由三层花瓣组成，全部采用白色大理石建造。莲花在印度教和佛教派中被奉为神物，在当代印度人心目中又贵为国花，所以这座庙宇一建成就备受印度人的喜爱。悉尼歌剧院看了以上精妙绝伦的建筑，我们不禁为设计师们精彩的设计艺术而感叹！大家也注意到这些建筑使用的材料没什么特殊，却千姿百态，风格迥异，它们在设计上有什么不同？主要是结构不同。自然界：植物、动物、矿物质、自然现象等都有其特殊的结构。蜂巢蜂巢由工蜂筑造蜂巢的结构用材最少，容积最大蜂房是六角形的，0.073毫米的巢壁，蜂房微微向内倾斜，排列成行，但彼此嵌合得天衣无缝，构成一个整体，牢固无比。重40克的蜂房，却能容纳2000克蜜蜂。蜂巢的结构精巧又美观从剖面图来看，正六边形平行排列并相互嵌接,这种结构用材少，而面积大，能充分利用空间，关键是每个正六边形相互间呈三角形结构，这种结构比较稳定，不易变形。雪花各种各样的结构——自然界雷达萤火虫掘土机的悬臂化学荧光灯快速扫描系统镰刀蝙蝠鹤青蛙眼螳螂自然界中形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启示尼龙搭扣苍耳子苍耳子与尼龙搭扣;同样是水，有液态、气态、固态.同样是碳，但有最硬的固体金刚石和最软的固体石墨存在.注：本教材中的结构只限定在“技术领域”。用同样的制作材料，做出来的结构不同的小凳，就会有不同的特性。结构实例展示1——古老的板凳三个板凳哪个更结实？案例：小板凳它是怎么构造的？板凳的各个组成部分称之为“构件”，大家看一下，板凳的各个构件之间是如何连接的？榫卯连接榫卯，凸出来的部分称为“榫”，凹进去的部分叫做“卯”榫卯连接常见的榫卯连接的种类？明榫暗榫燕尾榫榫卯结构较之钉子连接有以下优势：1、更坚固耐用，可以承受木件之间各个方向的扭动；2、不易锈蚀，榫卯常用于红木家具中，做好防虫防潮工作就可以保存上千年完好，可是使用钉子是绝不可能达到的；3、易于拆装，便于运输和维修；4、钉子容易造成木料劈裂。结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。确定的搭配和排列决定了物体的性质和形态。结构的各组成部分，通常称为构件。结构的本质是承受力和抵抗变形二、结构的分类根据物体结构形态在受力时承受和传递力的方式差别实心结构框架结构壳体结构结构（1）实心结构通常是指结构体本身是实心的结构。如墙壁、柱子、实心球等等。实心结构的特点——外形简单，能承受较大的力生活中的常见结构实心结构（2）框架结构通常是指结构体本身由细长的构件组成，支撑空间却不充满空间。如窗户、画框、房子的架构等等。框架结构的特点：几何外形复杂，由细长的构件（梁、柱、杆、管……）组成。节省材料生活中的常见结构框架结构埃菲尔铁塔框架结构建筑框架建筑用脚手架（3）壳体结构壳体结构通常是壳体内空的结构。几何形状多为圆弧形、拱形、折线式（如方形、长方形）如贝壳、头盔等。壳体结构特点：壳体内空或为层状，受力合理，形态稳定。鸡蛋承载实验想一想：为什么鸡蛋能够承受如此大的压力？受力特点：外力作用在结构体的表面上。特别是当顶部受到压力时，它能将力均匀扩散。物体的结构类型大多数现代建筑物的结构是组合结构。往往整体是框架结构，地基、柱等是实体结构，有的建筑的屋顶是壳体结构。中国国家大剧院悉尼歌剧院蛇皮管灯具结构不合理造成的悲剧—加拿大魁北克大桥世界著名大跨度悬臂桁架梁桥。位于加拿大魁北克，跨越圣劳伦斯河。建于1904～1918年。原为铁路桥，现已改为公路、铁路两用桥。桥的主跨为548.6米。连同锚固孔，桥的全长为853.6米，分跨为152.4+548.6+152.4米，其中悬挂孔长度为195.1米。这座大桥本该是美国著名设计师特奥多罗.库帕的一个真正有价值的不朽杰作。库帕曾称他的设计是“最佳、最省的”。库帕自我陶醉于他的设计，而忘乎所以地把大桥的长度由原来的500米加到600米，以成为当时世界上最长的桥。正当投资修建这座大桥的人士开始考虑如何为大桥剪彩时，人们忽然听到一阵震耳欲聋的巨响--大桥的整个金属结构垮了：19000吨钢材和86名建桥工人落入水中，只有11人生还。由于库帕的过份自信而忽略了对桥梁重量的精确计算，导致了一场悲剧。1、根据物体的结构形态，通常将结构分为实体结构、框架结构和壳体结构。下列物体属于壳体结构的是（）。①安全帽②书本③贝壳④脚手架A．①②B．①③C．②③D．②④2、赵州桥，桥长64．40米，跨径37．02米，是当今世界上跨径最大、建造最早的单孔敞肩型石拱桥。因桥两端肩部各有二个小孔，不是实的，故称敞肩型，这是世界造桥史的一个创造。按结构形态分类，该桥应为()结构。A．壳体结构B．实体结构C．框架结构D．组合结构BD达标练习