第一章结构与设计《技术与设计》（ⅱ）

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1、第一章结构与设计《技术与设计》（Ⅱ）第一结构与设计《技术与设计》（Ⅱ）[知识要点]一、结构的含义1架构物体的主体框架与构造形式，一般称为架构。2构结构的各组成部分，通常称为构。3结构指物体的各组成部分之间的搭配和排列，确定的搭配和排列决定了物体的性质和形态。二、结构的功能与分类1结构的功能结构是为了承受力和抵抗变形，这便是结构的本质。2结构的分类从力学的架构与形态考虑，结构可分为：(1)实心结构房屋的墙体、水库的大坝、古代城墙等，都属于实心结构。它的特点是能承受较大的压力。这类结构的特征是几何外形简单，通常有杆（柱）、板、体等之分。(2)框架结构教室的门

2、、窗，常用木框架、铁框架、塑料框架、塑钢框架。自行车车体是钢管桁架式框架；输电铁塔是铁质桁架式框架等，都是框架结构。它们由梁、柱、杆、管等组成。框架结构的特征是几何外形较为复杂，能承受垂直和水平荷载。框架结构的制作较为方便，又节省用料，在实际中被广泛采用。(3)壳体结构日常使用的各式各样的饮水杯、储水壶、具盒、储蓄盒、钢板制成的装甲车。用于太空飞行的舱体，工业储油的球形大油罐，运油的圆柱形车载大油罐，航道标识用的浮标等，从架构与形态看，都同属壳体结构。壳体结构的特征在于壳体内空，受力合理，形态稳定。三、结构的受力1荷载(1)含义作用在结构上的外力，称为结

3、构的荷载。(2)分类①恒载不随时间变化而变化的永久性荷载②活载随情况变化而变化的可变性荷载。如雪载、2梁的受力荷载作用传到梁上，梁受力变形如图所示：图中，梁的上部，受压力，材料被挤压；下部，受张力，材料被拉伸。防止梁过分弯曲的最简单方法，是在梁的下面增加支撑点。[:学。科。网]3拱结构即中间高四周低呈弧形的曲面。荷载压力作用于拱上，圆拱再把力传到其四周的支撑上。在较大的跨度情况下，建筑物多采用拱结构。这样的结构既有利于承载，又美观。四、结构的性质1强度(1)内力外力使构发生变形的同时，构内部分子之间随之产生一种抵抗变形的抵抗力。内力，是用抵抗外力与变形，

4、并力图使变形部分复原的力。(2)应力作用在单位面积上的内力，称为应力。结构所容许承受的最大应力，叫容许应力。应力可用下式：表示，式中，N为内力，S为构截面积。应力的计量单位为N／2或N／2。(3)强度①含义物体结构抵抗变形的能力。②强度与应力的关系用应力衡量强度，既科学又确切。结构所受应力就越小，强度就越大。③影响结构强度的因素a形状：构成的形状略有改变，强度就会改变。b材料：不同的材料有承受不同应力极限的能力。形状相同，材料不同，强度就不同。材料的连接方式：不同的连接方式，受力传递方式和效果不一样。④结构构的连接方式a铰连接：被连接的构在连接处不能相对

5、移动，但可相对转动。具体有松栓、松铆等，b刚连接：被连接的构在连接处既不能相对移动，也不能相对转动。具体有榫接、胶接、焊接等。2稳定性　　　(1)稳定与不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。不能回到原有平衡状态，为不稳定。(2)结构稳定性的含义结构具有阻碍翻倒或移动的特性，就是结构稳定性。(3)影响结构稳定性的因素①结构的形状一个物体是否容易被翻倒、推倒，与它的支撑底面形状、底面积大小有主要关系。如“A”字形比“V”形结构稳定。②重心的位置重心位置越低，结构越稳定。如不倒翁。③结构所受的运动和力

6、。(4)增加结构稳定性①减小长细比：长细比，指的是结构的纵向长度与横向截面的最大尺寸（如圆的直径）之比。如梁，长细比越大，越易弯曲；如果是杆，长细比越大，也越易变形。②利用三角形框架及其组合结构，可以有效地增加结构的稳定性。如自行车车体。五、结构设计1设计考虑的主要因素强度、稳定性、成本、功能、人的个性化需要、寿命、安全、美观等。2一般过程(1)选择一个设计对象或项目。(2)先从功能的角度进行强度和稳定性分析，再结合其它方面思考设计方案和选择材料。(3)构思时，要从画草图开始，并与其他人员共同商讨。(4)方案确定之后，应绘制出比较规范的设计图纸，并做出原

7、型或模型。六、欣赏和评价典型结构设计对经典结构应从技术和化的角度欣赏。1技术的角度：结构使用功能的实现，结构的稳固耐用，结构造型设计的创意和表现力，材料使用的合理性，工艺制造的精美程度等。2化的角度：结构的化寓意与传达，公众认可的美学原则，反映的时代、民族、习俗方面的特征，结构的个性特征等。[典型例题分析]1每项设计都要考虑到结构问题，把结构问题处理妥善不仅产品牢固，而且外形美观、使用方便。(1)物体的主体框架与构造形式，一般称为()A框架B结构架构D构造(2)水库的大坝是()A实心结构B框架结构壳体结构D缆索结构(3)在日常生活中，你所见到的以下哪一结

8、构是不属于利用不稳定的结构实现某些功能的()A游乐设施的跷跷板功能结构B房间门口