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1、 技术与设计 2大家好1第一章结构与设计第二章流程与设计第三张系统与设计第四章控制与设计大家好2大家好3第一节 初识结构第一章 结构与设计大家好4了解结构自然界雪雪 花花大家好5自然界的结构自然界的结构大家好6大家好7技术领域的结构技术领域的结构大家好8社会领域的结构社会领域的结构大家好9苍耳子与尼龙搭扣大家好10鸟与飞机大家好11 模仿模仿鹰眼制眼制造出造出“鹰眼眼导弹”，它就能像，它就能像鹰一一样自自动寻找和找和识别打打击目目标，并，并能自能自动跟踪目跟踪目标直到攻直到攻击成功成功为止止大家好12鹰眼与导弹跟踪系统鹰眼与导弹跟踪系统鹰眼有两个中央凹：正中央凹和侧中央凹，它们分布在眼睛的不鹰
2、眼有两个中央凹：正中央凹和侧中央凹，它们分布在眼睛的不同区域。正中央凹能敏锐地发现前侧视野里的物体；侧中央凹则同区域。正中央凹能敏锐地发现前侧视野里的物体；侧中央凹则能发现鹰头前面的物体。能发现鹰头前面的物体。 在鹰头的前方有最敏锐的双眼视觉区，使左右二眼的两个侧中在鹰头的前方有最敏锐的双眼视觉区，使左右二眼的两个侧中央凹的视野交叠在一起，这样，鹰眼的视野便近似于央凹的视野交叠在一起，这样，鹰眼的视野便近似于球形球形，所以，所以鹰能看到非常宽广的地域。鹰能看到非常宽广的地域。 科学家们经过对鹰眼的研究，发现鹰是科学家们经过对鹰眼的研究，发现鹰是用低分辨率、宽视野的用低分辨率、宽视野的部分（视网
3、膜外周）搜索目标，而高分辨率、窄视野的部分（视部分（视网膜外周）搜索目标，而高分辨率、窄视野的部分（视网膜中央）是用于仔细观察已经发现的目标。网膜中央）是用于仔细观察已经发现的目标。 假如我们模仿鹰眼制造出一种假如我们模仿鹰眼制造出一种“鹰眼导弹鹰眼导弹”，它就能像鹰一样，它就能像鹰一样自动寻找和识别打击目标，并能自动跟踪目标直到攻击成功为止。自动寻找和识别打击目标，并能自动跟踪目标直到攻击成功为止。 大家好13了解结构人类创造山西应县佛宫寺木塔是世界上现存古代最高的木质框架结构建筑。始建1056年，高67m，经历千年仍完整屹立。大家好14 埃菲尔铁塔是一座于1889年建成位于法国巴黎战神广场
4、上的镂空结构铁塔，高300米，天线高24米，总高324米。埃菲尔铁塔得名于设计它的桥梁工程师居斯塔夫埃菲尔。铁塔设计新颖独特，是世界建筑史上的技术杰作，因而成为法国和巴黎的一个重要景点和突出标志。 大家好15 赵州桥是中国现存最著名的一座古代石拱桥结构坚固，雄伟壮观。 日本明石海峡大桥是世界上最长的悬索结构桥。桥长接近4km,总体质量91000吨。大家好16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，形式多种多样。 圣索菲亚教堂巍峨壮美，具有浓郁的异国情调，成为哈尔滨市一道独具特色的风景线；她历尽风雨，饱经风霜，是沙俄入侵东北的历史见证和重要遗迹。 大家好17结构的定义 结构是
5、指可承受一定应力的物体的结构是指可承受一定应力的物体的形态，结构可以抵抗能引起形状和大小形态，结构可以抵抗能引起形状和大小改变的力。改变的力。大家好18结构的类型我们知道生活中的结构是千奇百态的，根据物体的结构形态，通常将结构分实体结构 框架结构 壳形结构大家好19实体结构：结构体本身是实心结构实体结构：结构体本身是实心结构特点：外力分布在整个体积中特点：外力分布在整个体积中如如:实心心墙，大，大坝。大家好20实体结构大家好21实体结构大家好22框架结构：由细长的构体组成的结构框架结构：由细长的构体组成的结构特点：支撑空间而不充满空间特点：支撑空间而不充满空间如如:铁架塔，建筑用脚手架，架塔，
6、建筑用脚手架， 厂房的框架厂房的框架。大家好23框架结构大家好24框架结构大家好25壳体结构：层状的结构壳体结构：层状的结构特点：外力作用在结构体的表面上特点：外力作用在结构体的表面上如如:摩托摩托车手的手的头盔，盔， 飞机的外壳，机的外壳，贝壳。壳。大家好26壳体结构中国国家大剧院中国国家大剧院悉尼歌剧院悉尼歌剧院大家好27壳体结构大家好28实体结构实体结构框架结构框架结构壳体结构壳体结构结结构构根据物体结构形态在受力时承受和传递力的方式差别利用自身来承受荷载，主要承受压力。通过条状物的连接来承受荷载，可以承受压力和拉力。 壳体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
7、均匀扩散。大家好291、下列结构是受自然界事物结构启发而产生的（）A、口杯B、衣服C、飞机D、手表2、我们所用的板凳属于（）结构。A、实心结构B、框架结构C、空心结构D、壳体结构3、悉尼歌剧院的外壳属于（）A、实体结构B、框架结构C、壳体结构D、混合结构CBC大家好304、分析下列物体的结构类型,判断哪个不属于壳体结构。（）A、头盔B、圆形陶瓷饰品C、贝类D、金字塔D5、结构是指（）A、承受力和抵抗变形B、事物的各个组成部分的有序搭配和排列C、构成自身的空间形态D、可承受一定力的非架构形态B大家好31谢谢！大家好32第二节第二节 典型结构案例分析典型结构案例分析 结构是怎样受力的结构是怎样受力
8、的一、单杠的受力和变形分析一、单杠的受力和变形分析二、棚室屋架结构分析二、棚室屋架结构分析大家好33 从力学的角度来从力学的角度来说，结构是构是指可承受一指可承受一 定力的架构形定力的架构形态，它可以抵抗能引起形它可以抵抗能引起形变的力。的力。一、一、单杠的杠的结构受力和构受力和变形形体操全能体操全能男子体操全能有六男子体操全能有六项：跳：跳马，自由体操，鞍，自由体操，鞍马，单杠，双杠，吊杠，双杠，吊环女子体操全能有四女子体操全能有四项：跳：跳马，自由体操，平衡木，高低杠，自由体操，平衡木，高低杠大家好34l把单杠看成结构，构件有：杠体、立柱、拉杆。把单杠看成结构，构件有：杠体、立柱、拉杆。单
9、杠的结构大家好35l构件受外力作用时，要发生形状或大小的改变，构件受外力作用时，要发生形状或大小的改变，这种改变称为这种改变称为变形变形。l第一节的实例中，吊车的吊绳承受的力是拉力，第一节的实例中，吊车的吊绳承受的力是拉力，拉力所产生的形变为拉力所产生的形变为拉伸拉伸，组成材料的粒子被拉，组成材料的粒子被拉开；板凳腿承受的外力是压力，压力所产生的变开；板凳腿承受的外力是压力，压力所产生的变形为形为压压 缩缩，组成材料的粒子被推近。拉力和压力，组成材料的粒子被推近。拉力和压力都是荷载作用的结果。都是荷载作用的结果。大家好36l当杆件受到与杆纵轴线相垂直的外力作用时，杆件当杆件受到与杆纵轴线相垂直
10、的外力作用时，杆件 产生的产生的弯曲弯曲，发生弯曲变形时的构件称为，发生弯曲变形时的构件称为梁梁。l当板凳很长时，櫈面可视为梁。此种櫈面在人的体当板凳很长时，櫈面可视为梁。此种櫈面在人的体重等外力的作用下，会发生弯曲变形。只是这种变重等外力的作用下，会发生弯曲变形。只是这种变形可能很小，肉眼不易看出来。而跳水的跳板发生形可能很小，肉眼不易看出来。而跳水的跳板发生的弯曲变形，却是非常明显。弯曲变形如图：的弯曲变形，却是非常明显。弯曲变形如图：大家好37如果我们在杠体的中间吊一个重物，将可能发生怎样的变形？杠体是有两个支点的梁如果撤掉拉杆4和拉杆6，而抓着拉杆3和5用力拉，立柱将可能发生怎样的变形
11、？立柱是只有一个支点的垂直梁大家好38二、棚室屋架结构分析 6 后墙后墙 7 通道通道 5 立柱立柱 1 草帘草帘 3 后屋面后屋面 2 塑料棚膜塑料棚膜 4 拱架（梁）拱架（梁） 9 防渗膜固定槽防渗膜固定槽 10 防渗膜防渗膜 8 防寒沟防寒沟11 混凝土墙混凝土墙大家好39（1）构件梁(拱架)的受力对于对于梁（拱架）梁（拱架）来说：来说：l恒载恒载：塑料棚膜、后屋面、：塑料棚膜、后屋面、梁（拱架）的自重梁（拱架）的自重l活载活载：雪载、风载等：雪载、风载等大家好40（2）构件墙的受力对于对于墙（和立柱）墙（和立柱）来说：来说：l恒载恒载：梁（拱架）的质量、屋面（：梁（拱架）的质量、屋面（
12、草帘、塑料棚膜草帘、塑料棚膜）l活载活载：雪载、风载等：雪载、风载等 大家好412、粱的受力粱受力变形示意图思考：怎样防止梁过分弯曲？梁的变形与哪些因素有关大家好42大家好433、拱结构的应用拱结构: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。大家好44拱结构的应用拱结构的应用拱结构十分美观，很多建筑物都采用了拱结构。大家好45小试验比较不同形状的纸板承受压力的大小1、哪种情况下纸板的抗、哪种情况下纸板的抗压能力最强？压能力最强？大家好46拉力：拉力：物体所承受的拉拽力。物体所承受的拉拽力。拔河！拔河！拉拉 拉面、拉面、拉拉 油条、油条、拉拉 拉力器拉力器大家好
13、47压力：压力：挤压物体的力。物体的力。趁热打铁！趁热打铁！压订书机、压订书机、桥墩受到压力、桥墩受到压力、压路机压路压路机压路大家好48 剪切力：剪切力：两个距离很近，大小相等，方向相反，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。且作用于同一物体上的平行的力。修理草坪！修理草坪！剪刀剪纸、剪刀剪纸、钢丝钳钳钢丝钢丝钳钳钢丝大家好49弯曲力：弯曲力：作用于物体，使它作用于物体，使它产生弯曲的力生弯曲的力钓钓 鱼！鱼！使用弓、使用弓、使用臂力器、使用臂力器、撑杆跳高撑杆跳高大家好50扭转力：扭转力：反方向向物体两端均匀施力，反方向向物体两端均匀施力， 使物体使物体发生扭生
14、扭转形形变的力。的力。拧干衣服！拧干衣服！拧瓶盖、拧瓶盖、拧麻花条拧麻花条大家好51 观察上图观察上图,说明石磨的推杆为什么要用一根绳子吊起来。说明石磨的推杆为什么要用一根绳子吊起来。 1、保持人在推磨、保持人在推磨过程程时推杆始推杆始终在平行于地面的平面上运在平行于地面的平面上运动；2、防止推杆弯曲、防止推杆弯曲变形。形。大家好52拉 力压 力剪切力扭转力弯曲力作用于物体，使它产生弯曲的力两个距离很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物体上的平行力挤压物体的力物体所承受的拉拽力反方向向物体两端均匀施力，使物体发生扭转形变的力大家好531、体操运动员在单杠上做大回环姿势时,会使杠体产生（）变形
15、。A、拉伸B、弯曲C、压缩D、断裂2、上刀梯是湘西苗族的传统活动,表演者为保证脚不受割伤.必须力求脚面垂直落在刀刃上,绝不滑动,此时脚面承受。()A、拉力B、压力C、剪切力D、弯曲力BB3、日常生活中，使用螺丝刀时，螺丝刀需要承受什么力（）A、拉力B、压力C、弯曲力D、扭曲力D大家好54谢谢！大家好55第三节第三节 结构的稳定性结构的稳定性1、结构的稳定性。、结构的稳定性。2、影响结构稳定性的主要因素。、影响结构稳定性的主要因素。大家好56稳定：稳定： 成绩稳定成绩稳定 工作稳定工作稳定 情绪稳定情绪稳定 物价稳定物价稳定 在一段时间内没有太大的变化，保持一种在一段时间内没有太大的变化，保持一
16、种平衡状态。平衡状态。 稳定是一种稳定是一种平衡状态平衡状态，这种平衡状态并不是指状态绝，这种平衡状态并不是指状态绝对不变对不变而是受扰后，允许状态有所波动而是受扰后，允许状态有所波动但扰动消失后，能重新返回到原来的平衡状态。但扰动消失后，能重新返回到原来的平衡状态。 大家好57大风吹倒的广告牌大风吹倒的广告牌大家好58翻倒的货车翻倒的货车大家好59翻倒的自行车翻倒的自行车风中摇坠的行人风中摇坠的行人大家好60大家好61 思考：同思考：同样在台在台风的破坏下，的破坏下，为什么有一些什么有一些树、房子或广告牌等被刮、房子或广告牌等被刮倒，而其它的却倒，而其它的却稳如泰山一点都不受台如泰山一点都不
17、受台风影响呢？影响呢？大家好62这些物体在受外力作用时，原有的平衡状态被打破这些物体在受外力作用时，原有的平衡状态被打破但是这种现象不是物体本身结构强度的问题但是这种现象不是物体本身结构强度的问题而是物体结构稳定不稳定的问题。而是物体结构稳定不稳定的问题。大家好63结构的稳定性：是指结构在荷载的作用下，维持原有平衡状态的能力。 这是结构的重要性质之一。1. 什么叫做什么叫做结构的构的稳定性？定性？结构具有结构具有阻碍翻倒或移动阻碍翻倒或移动的特性的特性 大家好642、结构在什么情况下才能稳定？、结构在什么情况下才能稳定？ 试验试验用两根手指支撑笔，使笔保持平衡稳定用两根手指支撑笔，使笔保持平衡
18、稳定试验结果试验结果当笔的重心在两根手指的支撑范围内时，笔能够当笔的重心在两根手指的支撑范围内时，笔能够保持平衡和稳定。保持平衡和稳定。大家好65结论结论对于一个结构而言，如果对于一个结构而言，如果重心重心所在点的垂线落在所在点的垂线落在结构底面结构底面的范围内的范围内，就是稳定的，不会出现倾倒。就是稳定的，不会出现倾倒。 大家好66比萨斜塔比萨斜塔 大家好67辽宁瑞州古塔辽宁瑞州古塔大家好68平衡红酒架平衡红酒架 大家好693、影响结构稳定性的因素、影响结构稳定性的因素问题问题1 1 半瓶水和一瓶水，哪个容易倒？半瓶水和一瓶水，哪个容易倒？大家好70 结论结论 重心的高低重心的高低影响结构的
19、稳定性影响结构的稳定性重心越低，稳定性越好；重心越低，稳定性越好；重心越高，稳定性越差重心越高，稳定性越差。大家好71不倒翁不倒翁大家好72问题问题2 2啤酒瓶正立和倒立两种状态下，我们对其施加同样的力，啤酒瓶正立和倒立两种状态下，我们对其施加同样的力，哪一种状态物体更稳定？哪一种状态物体更稳定？ 大家好73 结论结论 结构的稳定性：结构的稳定性： 和和接触面接触面与地面所形成的与地面所形成的支撑面支撑面有关有关支撑面越大越稳定支撑面越大越稳定越小越不稳定越小越不稳定 大家好74 大家好75结论3：结构的构的稳定性与定性与结构的构的形状有关。形状有关。三角形和四三角形和四边形那个形那个结构最构
20、最稳定？定？问题问题3 大家好76大家好77二、影响结构稳定性的因素二、影响结构稳定性的因素重心的高低重心的高低结构与地面接触所形成的支撑面的大小结构与地面接触所形成的支撑面的大小结构的形状结构的形状大家好78什么是什么是结构的构的强度？度？结构的强度：结构具有的抵抗被外力破坏的能力。结构的强度：结构具有的抵抗被外力破坏的能力。抗抗压强度、抗拉度、抗拉强度、抗弯度、抗弯强度度大家好79三、影响结构强度的因素1、影响结构强度的主要因素（1）结构的形状大家好80（2）结构的材料三、影响结构强度的因素大家好81（3）结构的连接方式铰连接被连接的构件在连接处不能相对移动，但能相对转动。刚连接既不能相对
21、移动，也不能相对转动。三、影响结构强度的因素大家好82结构与构与强度度一、一、结构构强度：度：结构具有的抵抗被外力破坏的能力结构具有的抵抗被外力破坏的能力。二、影响二、影响结构构强度的因素：度的因素： 1. 材料材料 2. 形状形状 3. 连接方式接方式铰连接接刚连接接大家好831、我国塔式建筑的结构一般都是由上到下越来越大，这主要是考虑它的（）。A、稳定性B、强度C、美观性D、经济性2、走钢丝的人手上拿着一条长棒的目的是（）A、美观B、重心低C、保护D、支撑AB大家好844、在一根竹杆和一根同样尺寸的脆性塑料杆上不断加挂相同质量的重物，竹杆比脆性塑料杆能挂更多重物而不会断裂，说明了（）影响结
22、构的强度。A、材料B、结构的形状C、构件横截面形状D、构件的连接方式5、影响结构稳定性的因素有（）。物体的形状材料支撑面积大小物体重心的位置A、B、C、D、AD大家好85材料：人们最早利用混凝土的时候，只是把它当作人造石材。作为人造石材的混凝土与一般石材一样，虽然有较好的耐压性能，但是经不起拉力。但是它有一个重要的性质，那就是它的膨胀系数与钢材很接近。因此，它可以与钢材紧密结合起来。当人们把混凝土跟钢材结合起来做梁后发现：这样的梁既能受压，也能受拉，其强度比用混凝土做成的梁的强度大得多。回答6、7题。6、钢筋混凝土梁中比无钢筋的水泥梁的（ ）强度更强。A、抗弯 B、 抗压 C、抗拉 D、抗剪7、在下列的钢筋混凝土桥梁中，哪种结构最好（ ）CC大家好86谢谢！大家好87大家好88大家好89大家好90大家好91大家好92结束结束大家好93
