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1、第一章第一章第一章第一章 结构与设计结构与设计结构与设计结构与设计 环视我们的周围，大到摩天大厦、环视我们的周围，大到摩天大厦、跨海桥梁，小至图钉、回形针等，它跨海桥梁，小至图钉、回形针等，它们都有结构。结构普遍存在于自然界们都有结构。结构普遍存在于自然界的物体中，也存在于人类创造的各种的物体中，也存在于人类创造的各种物体中。物体的结构需要能够抵御外物体中。物体的结构需要能够抵御外力的作用，结构的稳定性和强度是必力的作用，结构的稳定性和强度是必须考虑的重要因素。当人们进行各种须考虑的重要因素。当人们进行各种产品设计时，结构设计往往是不可缺产品设计时，结构设计往往是不可缺少的。它既可以让设计的产
2、品实用、少的。它既可以让设计的产品实用、美观，也可以使其稳固和安全。各种美观，也可以使其稳固和安全。各种结构展示了人类的智慧和创新能力，结构展示了人类的智慧和创新能力，也给我们带来了美的享受。也给我们带来了美的享受。第一节 认识结构我们身边存在着各种各样的结构。结构普遍存在于自然界的物体中， 也存在于人类创造的各种物体中。蜂蜂 巢巢各种各样的结构自然界鹰眼与导弹跟踪系统鹰眼与导弹跟踪系统 鹰可以在几千米的高空准确无误地辨别鹰可以在几千米的高空准确无误地辨别地面上的动物，这是因为它的眼部结构比较地面上的动物，这是因为它的眼部结构比较特殊。人类每只眼睛的视网膜上都有一个凹特殊。人类每只眼睛的视网膜
3、上都有一个凹 槽，叫做中央凹。而老鹰眼中的中央凹却有槽，叫做中央凹。而老鹰眼中的中央凹却有两个，这两个中央凹的作用不同，其中一个两个，这两个中央凹的作用不同，其中一个专门用于接收来自鹰头侧面物体的像，另一专门用于接收来自鹰头侧面物体的像，另一个用于接收来自鹰头前方物体的像。这样，个用于接收来自鹰头前方物体的像。这样，老鹰的视觉范围就宽多了，能兼顾前方和侧老鹰的视觉范围就宽多了，能兼顾前方和侧面。根据鹰眼的结构，人们正在研制面。根据鹰眼的结构，人们正在研制“鹰眼鹰眼”导弹系统。这种导弹系统能自动寻找、识导弹系统。这种导弹系统能自动寻找、识别目标并跟踪攻击。别目标并跟踪攻击。 雪雪 花花各种各样的
4、结构自然界贝 壳各种各样的结构自然界汽车手机各种各样的结构人类创造长城悉尼歌剧院罗浮宫各种各样的结构人类创造桥赵州桥赵州桥海南世纪大桥海南世纪大桥各种各样的结构人类创造 请同学们详细阅读教材中长城、木塔、请同学们详细阅读教材中长城、木塔、埃菲尔铁塔、赵州桥、日本明石海峡大埃菲尔铁塔、赵州桥、日本明石海峡大桥、跷跷板案例，深入体会结构的特点。桥、跷跷板案例，深入体会结构的特点。想一想： 不同的物体为什么会有不同的结构？自行车车轮自行车车轮 世界上任何事物都存在结构，结构多种多样且决定着事世界上任何事物都存在结构，结构多种多样且决定着事物存在的性质。物存在的性质。探讨：探讨：结构与力的关系结构与力
5、的关系对常见的物体进行分析：椅子 桥通过调查分析，我们总结出结构是通过调查分析，我们总结出结构是 结构是指可承受一定应力的物体结构是指可承受一定应力的物体形态，结构可以抵抗能引起形状和形态，结构可以抵抗能引起形状和大小改变的力。大小改变的力。 结构的各个组成部分称为构件。结构的各个组成部分称为构件。弯曲力：作用于物体，使它产生弯曲的力剪切力：两个距离很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物体上的平行的力压力：挤压物体的力。拉力：物体所承受的拉拽力。扭转力：反方向向物体两端均匀施力，使物体发生扭转形变的力。组成结构的构件的基本受力形式拉力 压力 扭曲力 弯曲力 剪切力结构的分类结构的分类ll根据
6、物体结构形态在受力时承受和传递根据物体结构形态在受力时承受和传递力的方式差别力的方式差别实体结构实体结构框架结构框架结构壳形结构壳形结构结结构构实体结构实体结构 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。实体结构实体结构长城实体结构实体结构三峡大坝实体结构实体结构锤子砧板实体结构的受力特点如何？ 实体结构是利用自身来承受荷载，主要承受压力。框架结构框架结构 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。埃菲尔铁塔框架结构框架结构框架结构框架结构建筑框架建筑用脚手架建筑用脚手架书桌椅书柜框架结构框架结构框架结构的受力特点如何？ 框架结构是
7、通过条状物的连接来承受荷载，可以承受压力和拉力。 壳形结构结构 壳形结构通常是指层状的结构。如贝壳、头盔、汽车飞机的外壳等等。 灯泡壳形结构壳形结构中国国家大剧院帐篷壳形结构的受力特点如何？ 壳形结构通过壳形来传递力和承受荷载，特别是当顶部受到压力时，它能将力均匀扩散。小结：1、什么是结构2、结构与力3、结构的分类调查项目同学们可自主选择以下任一项，也可自主设置活动。以小组合作的方式，对我们身边的建筑物或生活用品的结构特征进行调查活动1：调查3座以上不同形状的桥梁。活动2：调查3种以上不同形状的房屋。活动3：调查3种以上不同样式的椅子。上述调查活动可从以下几个方面展开：了解制造时间、用途、所用材料等；观察它们的形状（最好绘制草图或用相片纪录）、主要组成部分、各部分的连接方式等；注意归纳不同桥梁、房屋和椅子各自的共同点。
