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1、第一节 认识结构第一章 结构与设计 “结构结构”一词对我们来说并不陌生，一词对我们来说并不陌生，请同学们想一想，在学习其他课程中，请同学们想一想，在学习其他课程中，有哪些课程提到过有哪些课程提到过“结构结构”？生物：人体结构、细胞结构生物：人体结构、细胞结构政治：社会结构政治：社会结构化学：分子、原子结构化学：分子、原子结构什么是结构？ 广义上：结构是指事物的各个组广义上：结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。成部分之间的有序搭配和排列。 从力学的角度：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大小变化的力。拉力：物体所承受的拉拽力。作用在结构或构件上的力有哪些？压力
2、：挤压物体的力。扭曲力：反方向向物体两端均匀施力，使物体发生扭转形变的力。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l根据物体结构形态在受力时承受和传递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 一、一、实体体结构构 通常是指结构体本身是实心的结构。实体体结构构长城实体体结构构三峡大坝实体结构的受力特点如何？ 实体结构是利用自身实体材料的结合来承受荷载，主要承受压力。二、框架二、框架结构构 通常是指结构体本身由细长的构件组成，支撑空间
3、却不充满空间。埃菲尔铁塔框架框架结构构框架框架结构构建筑框架建筑用脚手架建筑用脚手架书桌椅书柜框架框架结构构框架结构的受力特点如何？ 框架结构是通过条状物的连接来承受荷载，可以承受压力和拉力。 三、壳形结构构 壳形结构通常是指层状的结构。灯泡壳形壳形结构构帐篷壳形结构的受力特点如何？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。思考思考: :哪些事物的发明来源于自然哪些事物的发明来源于自然界中的结构？界中的结构？尼龙搭扣与尼龙搭扣与 苍耳子苍耳子 据说瑞士发明家乔治喜欢带着狗外出散步，有一次散步回家，发现自己裤据说瑞士发明家乔治喜欢带着
4、狗外出散步，有一次散步回家，发现自己裤腿上和狗身上都粘满了一种草籽。草籽粘在狗毛上很牢，要花一定功夫才能把腿上和狗身上都粘满了一种草籽。草籽粘在狗毛上很牢，要花一定功夫才能把草籽拉下来。乔治感到很奇怪，他运用了敏锐的观察力，用放大镜仔细观察这草籽拉下来。乔治感到很奇怪，他运用了敏锐的观察力，用放大镜仔细观察这种草籽。终于发现，草籽的纤维与狗毛是交叉在一起的，他想，如果采用这两种草籽。终于发现，草籽的纤维与狗毛是交叉在一起的，他想，如果采用这两种形状的结构不就可以发明一个搭扣吗？从此，人们的生活中多了一个好帮手种形状的结构不就可以发明一个搭扣吗？从此，人们的生活中多了一个好帮手乔治发明的尼龙搭扣
5、。乔治发明的尼龙搭扣。案例人类飞翔的梦想源于展翅高飞的鸟，人类飞翔的梦想源于展翅高飞的鸟，鸟因为有它自由流畅的体形和翅膀结鸟因为有它自由流畅的体形和翅膀结构，飞机原型源于飞鸟形体结构的仿构，飞机原型源于飞鸟形体结构的仿生。生。蜂巢蜂巢蜂巢的结构用材最少，蜂巢的结构用材最少， 容积最大容积最大 蜂房是六角形的，蜂房是六角形的，0.0730.073毫米的巢壁，蜂房微微毫米的巢壁，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。重一个整体，牢固无比。重4040克的蜂房，却能容纳克的蜂房，却能容纳20002000克蜜蜂。克蜜蜂。
6、人们仿其构造用各种材料制成人们仿其构造用各种材料制成蜂巢式夹层结构板，强度大、重量蜂巢式夹层结构板，强度大、重量轻、不易传导声和热，是建筑及制轻、不易传导声和热，是建筑及制造航天飞机、宇宙飞船、人造卫星造航天飞机、宇宙飞船、人造卫星等的理想材料。被应用于飞机的羽等的理想材料。被应用于飞机的羽翼以及人造卫星的机壁翼以及人造卫星的机壁 还有益于还有益于隔音和隔热。因此，现在的航天飞隔音和隔热。因此，现在的航天飞机、人造卫星、宇宙飞船在内部大机、人造卫星、宇宙飞船在内部大量采用蜂窝结构，卫星的外壳也几量采用蜂窝结构，卫星的外壳也几乎全部是蜂窝结构。乎全部是蜂窝结构。 鹰眼鹰眼与导弹跟踪系统与导弹跟踪
7、系统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
8、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。 小结：1、什么是结构2、结构与力3、结构的分类第四节 典型结构的欣赏l 如何欣赏设计作品（以建筑为例）？ 技术：包括结构功能的实现、结构的稳固耐用、结构造型设计的创意、材料使用的合理性、工艺制造的精湛程度等。文化：具体包括民族特色、历史性、时代性、艺术性等方面。经典结构之一：赵州桥经典结构之一：赵州桥它是世界上现存最早、保存最好的巨大石拱桥，距今已有它是世界上现存最早
9、、保存最好的巨大石拱桥，距今已有1400多年历史，由著多年历史，由著名匠师李春建造。名匠师李春建造。桥长50.82米，跨径米，跨径37.02米，米，券高券高7.23米，是当今世界上米，是当今世界上跨径最大、建造最早的跨径最大、建造最早的单孔孔敞肩型石拱敞肩型石拱桥。因。因桥两端肩两端肩部各有二个小孔，不是部各有二个小孔，不是实的，的，故称敞肩型，故称敞肩型，这是世界造是世界造桥史的一个史的一个创造（没有小拱的造（没有小拱的称称为满肩或肩或实肩型）。肩型）。桥上上有很多的有很多的东西，西，类型众多，型众多，丰富多彩。丰富多彩。 饕餮饕餮,最贪吃最贪吃, ,能吃能喝能吃能喝, ,常饰于鼎的盖子常饰
10、于鼎的盖子上。因它能喝水上。因它能喝水, ,几乎在古代桥梁外侧正中都几乎在古代桥梁外侧正中都能见到能见到, ,防止大水将桥淹没。防止大水将桥淹没。 赵州桥赵州桥栏板上的饕餮栏板上的饕餮(仿隋朝栏板）仿隋朝栏板） 斗拱斗拱 斗拱是中国木构架斗拱是中国木构架建筑特有的结构构件，建筑特有的结构构件，在结构上挑出承重，并在结构上挑出承重，并将屋顶的大面积荷载经将屋顶的大面积荷载经斗拱传递到柱上。它有斗拱传递到柱上。它有一定的装饰作用，又是一定的装饰作用，又是屋顶和屋身的过渡。此屋顶和屋身的过渡。此外，它还是封建社会森外，它还是封建社会森严的等级制度的象征和严的等级制度的象征和重要的建筑尺度衡量标重要的
11、建筑尺度衡量标准。斗拱一般使用在高准。斗拱一般使用在高级的官式建筑中，称为级的官式建筑中，称为大式建筑。因为斗拱的大式建筑。因为斗拱的重要性，历代建筑对它重要性，历代建筑对它十分重视，使它成为判十分重视，使它成为判断建筑时代的重要标志断建筑时代的重要标志之一。之一。 飞檐飞檐 经典结构的欣赏l中西经典结构欣赏中西经典结构欣赏故故宫文化：文化：汉族文化的代表。建筑色彩以朱墙黄顶汉族文化的代表。建筑色彩以朱墙黄顶为主，表现皇帝的威严。屋顶的飞檐结构减轻为主，表现皇帝的威严。屋顶的飞檐结构减轻了大屋顶的沉重感，既增添了飞动轻快的美感，了大屋顶的沉重感，既增添了飞动轻快的美感，同时又体现了高贵华美的风
12、韵，丰富了建筑文同时又体现了高贵华美的风韵，丰富了建筑文化。化。技术：技术：采用了采用了典型的木结构典型的木结构建筑形式。木建筑形式。木结构建筑主要结构建筑主要采用榫铆连接。采用榫铆连接。屋顶的飞檐结屋顶的飞檐结构扩大了采光构扩大了采光面，有利于排面，有利于排泄雨水。泄雨水。俄俄罗斯克里姆林斯克里姆林宫这一世界一世界闻名的建筑群，享有名的建筑群，享有“世界第八奇景世界第八奇景”的美誉，始建于的美誉，始建于1156年，初年，初为木木墙，1367年改年改为石石墙。十五世。十五世纪的的砖砌砌宫墙（周（周长2.5公里）保留至今。中央教堂广公里）保留至今。中央教堂广场上建有十五至十六世上建有十五至十六世
13、纪圣母升天教堂、天使教堂、圣母升天教堂、天使教堂、报喜教堂、伊凡大帝喜教堂、伊凡大帝钟楼和多棱楼和多棱宫等。等。1788年参年参议院大厦（今政府大厦）竣工。十九世院大厦（今政府大厦）竣工。十九世纪四十年代建成克里四十年代建成克里姆林姆林宫大厦。大厦。宫墙四周有塔楼四周有塔楼20座。座。宫内塔楼中最宏内塔楼中最宏伟的有斯巴达克、的有斯巴达克、 尼古拉、特尼古拉、特罗伊茨克、保伊茨克、保罗维茨、沃多夫茨、沃多夫兹沃德等塔楼，年，沃德等塔楼，年，在塔楼上装置五角在塔楼上装置五角红宝石星。宝石星。 现代经典建筑国家大剧院国家大国家大剧院建筑屋面呈半院建筑屋面呈半椭圆形，由具有柔和的色形，由具有柔和的色
14、调和光和光泽的的钛金属金属覆盖，前后两覆盖，前后两侧有两个有两个类似三角形的玻璃幕似三角形的玻璃幕墙切面，整个建筑漂浮于人造切面，整个建筑漂浮于人造水面之上，行人需从一条水面之上，行人需从一条80米米长的水下通道的水下通道进入演出大入演出大厅。大。大剧院造型新院造型新颖、前、前卫，构思独特，是，构思独特，是传统与与现代、浪漫与代、浪漫与现实的的结合。国家大合。国家大剧院院庞大的大的椭圆外形在外形在长安街上安街上显得像个得像个“天外来客天外来客”，与周遭，与周遭环境的冲突境的冲突让它它显得十分得十分抢眼。眼。这座座“城市中的城市中的剧院、院、剧院中的城市院中的城市”计划以一划以一颗献献给新新世世
15、纪的超越想象的的超越想象的“湖中明珠湖中明珠”的奇异姿的奇异姿态出出现。现代经典建筑悉尼歌剧院悉尼歌悉尼歌剧院的外院的外观为三三组巨大的壳片，巨大的壳片，耸立在一南北立在一南北长186米、米、东西最西最宽处为97米的米的现浇钢筋混凝土筋混凝土结构的基座上。歌构的基座上。歌剧院整个分院整个分为三个部分：三个部分：歌歌剧厅、音、音乐厅和和贝尼朗餐尼朗餐厅。歌。歌剧厅、音、音乐厅及休息及休息厅并排而立，建在并排而立，建在巨型花巨型花岗岩石基座上，各由岩石基座上，各由4块巍峨的大壳巍峨的大壳顶组成。成。这些些“贝壳壳”依次排列，依次排列，前三个一个盖着一个，面向海湾依抱，最后一个前三个一个盖着一个，面
16、向海湾依抱，最后一个则背向海湾侍立，看上去背向海湾侍立，看上去很象是两很象是两组打开盖倒放着的蚌。高低不一的尖打开盖倒放着的蚌。高低不一的尖顶壳，外表用白格子釉磁壳，外表用白格子釉磁铺盖，在阳光照映下，盖，在阳光照映下，远远望去，既象望去，既象竖立着的立着的贝壳，又象两艘巨型白色帆壳，又象两艘巨型白色帆船，船，飘扬在蔚在蔚蓝色的海面上，故有色的海面上，故有“船帆屋船帆屋顶剧院院”之称。那之称。那贝壳形尖屋壳形尖屋顶，是由，是由2194块每每块重重15.3吨的弯曲形混凝土吨的弯曲形混凝土预制件，用制件，用钢缆拉拉紧拼成的，拼成的，外表覆盖着外表覆盖着105万万块白色或奶油色的瓷白色或奶油色的瓷砖。
