通用技术《结构与设计》学案

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1、第一章结构与设计I考点链接I1、了解结构的含义与木质，掌握常见结构的类型、受力特点、应用场合；2、知道应力和强度的关系，掌握影响结构强度的因素和影响结构稳定的因素；3、掌握结构设计的基木思路，学会简单结构的设计；4、了解典型结构设计的欣赏与评价；知识梳理一、初识结构1、结构的含义结构是指物体的各组成部分Z间的搭配和排列，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。架构：物体的主体框架与构造形式。结构的木质：物体会受到各种各样的力，结构是可承受一定力的架构形态，可用來抵抗引起形态和大小改变的力。简单地说，结构

2、是为了承受力和抵抗变形，这便是结构的木质。2、常见结构的类型（从力学的架构与形态考虑）（1）实心结构①实心结构通常是指结构体木身是实心的结构。如：房屋的墙体、水库的大坝、古代的城墙等。②儿何特征及受力：儿何外形简单，通常有杆（柱）、板、体等Z分。它的受力特点是能承受较大的压力，外力分布在整个体积中。（2）框架结构①框架结构通常是指结构体由细长的构件组成的结构。如：教室的门、窗常用木框架，蔬菜大棚的棚体、建筑用脚手架、输电铁塔等。②组成：由梁、柱、杆、管等组成，也有用板件组成的。这里的杆或板，可以是实心的,也可以是管材。③儿何特征及受力

3、：儿何外形较为复杂，其特点是支撑空间而不充满空间，能承受垂直和水平荷载。依据功能和使用条件的不同，可以设置成不同框架的组合。（3）壳体结构①常见物品：饮水杯、文具盒、装甲车、油罐、鸡蛋、酋瓜、贝类、龟等。②结构特征：壳体内空时，受力合理、形态稳定。壳的儿何形状有折线式（方形、长方形、多边形）的、岡弧形的和拱形的等。③受力特点：壳受冲击力时，外力由弧面整体分担承受，抵抗变形。（4）组合结构①在日常生活中我们常见的结构大部分都是组合结构，如：大坝是拱形和实心结构的组合体；岡顶大厦的顶部都是框架结构和壳体结构的组合（乂叫球形空间桁架结构）。

4、②结构的类型种种：缆索结构、桁架结构、空间桁架结构、球形空间桁架结构等。二、结构的受力㈠作用在结构上的载荷（力）结构承受的外力有各种各样，但以它们对结构的影响來说，主要有以下儿种。1、拉力：2、压力：3、剪力：结构在受剪切时，结构所承受的力是分别作用在构件相对的两个而上，方向相反，作用线错开微小距离的两个平行力。连接剪刀两个部分的销钉在剪刀工作时就是承受的剪切力。4、扭转力：承受扭转的构件一般都称为轴。它承受的外力是一•对作用在轴两端面内，转向相反的力偶矩（注：力偶指两个相等的平行力）。5、弯曲力：承受弯曲载荷的构件，一•般称为梁。它

5、是作用在过梁的轴线且与横截而垂直的平面内的力偶矩。其作用力是使梁产生弯曲变形。㈡结构受载荷实例1、任何结构承受的外载荷，都是拉、压、剪、扭、弯屮的一种或几种的组合。例：a・秋千的吊索，主要承受拉力；b.桥梁的桥墩，主要承受压力；c・连接齿轮和轴的键，主要承受剪力；d.汽车方向盘的轴，主要承受扭力；。•单杠的杠体（上面的横杠），主要受弯力；f・吊扇旋转，吊杆主要受扭力和拉力；2、荷载有恒载与活载Z分。恒载属于不随时间变化而变化的永久性荷载，如棚室的屋面、梁；活载屈于随情况变化而变化的可变性荷载，如雪载、风载。3、梁的受力：梁的上部，受压

6、力，材料被挤压；下部，受张力，材料被拉仲。防止弯曲变形大的方法：增加支撑点。4、拱结构的应用拱结构：小间高四周低，呈弧形的曲而。应用：在跨度较大的情况下，建筑物多釆用拱结构。这样的结构既有利于承载，又美观。三、结构的强度与稳定性㈠结构的强度1、应力与强度（1）内力：外力使构件发生变形的同时，构件内部分子Z间随Z产生一种抵抗变形的抵抗力。（2）应力：作用在单位面积上的内力。o二N/S,式屮，N为内力，单位为牛，S为构件截而积。应力o的计量单位为N/mn?或N/cm2o（3）通常，物体结构抵抗变形的能力，都以强度表示。而用应力来衡量强度，

7、即科学又准确。2、影响结构强度的因素：①形状；②材料；③材料的连接方式。㈡结构的稳定性1、什么是稳定？稳定指的不是状态绝对不变，而是指受扰后，允许状态有所波动，但当扰动消失后，能重新返回到原平衡状态，则为稳定。不能回到原有平衡状态，为不稳定。2、结构稳定的含义结构具有阻碍翻倒或移动的特性，就是结构稳定性。（如不倒翁、大坝等）3、影响稳定性的因素（1）结构的形状：结构形状不同（与支撑面形状、底而积大小有主要关系），其稳定性也不同（如“A”字型金字塔、堤坝很稳定）。物体的重心若超岀其支撑面，则要翻倒，即失稳。（2）重心的位置：重心越低越稳

8、。4、巧妙地增加结构的稳定性a、减小长细比b、利用三角形框架及其组合结构㈢结构与功能结构不仅是事物存在的一种形式，而且对事物的功能和作用产生着直接影响。结构的改变可能导致功能的变化。不同结构的物体其功能不同，这是我们认识