常见结构的认识

拉力
压力
吊兰的支撑架 桥墩
側压力 支撑力
大坝 两端被托起的梁
分析这些结构的受力形式
在分析结构的构件受力过程中，其侧重点是 力引起结构的形变和破坏，而高中物理中力学分 析的侧重点是力会改变运动状态。因此，在分析 受力情况的过程中，不应只注意静态受力与运动 状态，而忽视了结构的形变和破坏。
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结构的类型
在做诗的时候,律诗的四句称为 [起],[承], [转], [结]. 律诗分为四联：首联，颔联，颈联和尾联
英国
立法权
行政权 议会 监督 责任制内阁 独立
司法权
美国 （总统制共和制）
请分别列举: 自然界、技术领域、社会领域给你印象较 深的有关结构的事例。
科学家根据 蜻蜓的结构 研制成功了 直升飞机。
1. 无处不在的结构
结构是指事物的各个组成部分之
间的有序搭配和排列。
思考： 为什么要研究结构？
阅读案例： 1、苍耳子与尼龙搭扣; 2、鸟与飞机; 3、鹰眼与导弹跟踪系统。
无处不在的结构
（2）自然界中结构的应用
苍耳子与尼龙搭扣
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 兼顾前方和侧面。 根据鹰眼的结构,人们正在研制“ 鹰眼”导弹 系统。这种导弹系统能自动寻找、识别目标并 跟踪攻击。
在美洲的亚马逊河上，生长着一种 世界闻名的观赏植物——王莲。王莲有 个圆形的大叶，浮在水面上，直径有2 米，一个五、六岁的孩子坐在上边，就 像坐在船上。大约100多年前，法国的 一位园艺师兼建筑师约瑟夫· 莫尼哀对王 莲进行了研究。原来，王莲叶子的背面 有许多又粗又大的叶脉，叶脉之间用许 多镰刀形的横筋连着，构成了一种卓绝 的网状骨架，可以承受很大的荷载。受 王莲的启发，他模仿王莲的叶脉结构， 用钢筋和玻璃建造了一座水晶宫般的大 花房。

6。根据蝙蝠超声定位器的原理，人们还仿制了盲人用的“探路仪”。这种探路仪内装一个超声波发射器，盲人带着它可以发现电杆、台阶、桥上的人等。如今， 有类似作用的“超声眼镜”也已制成。

7。模拟蓝藻的不完全光合器，将设计出仿生光解水的装置，从而可获得大量的氢气。 8。根据对人体骨胳肌肉系统和生物电控制的研究，已仿制了人力增强器——步行机。 9。现代起重机的挂钩起源于许多动物的爪子。 10。屋顶瓦楞模仿动物的鳞甲。
水晶宫 ——密斯凡德罗
2 结构与力
从力学角度来说, 结构是指可承受 一定力的架构形态, 它可以抵抗能引起 形状和大小改变的力。
构件：一个较复杂的结构由许多不同的 组成部分,这些组成部分通常称为构件。 如:自行车的车轮，由辐条、轮胎、车圈 等构件组成。

“马上行动”连线 题（005页） 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5


思考：日常生活中还有哪些产品的结构 是受到自然事物的结构启发而产生的？

1。由令人讨厌的苍蝇，仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。已经被安装在宇宙飞船的座舱里，用来检测舱内气体的成分。
2。从萤火虫到人工冷光； 3。电鱼与伏特电池； 4。水母的顺风耳，仿照水母耳朵的结构和功能，设计了水母耳风暴预测仪，能提前15小时对风暴作出预报，对航海和渔业的安全都有重要意义。 5。人们根据蛙眼的视觉原理，已研制成功一种电子蛙眼。这种电子蛙眼能像真的蛙眼那样，准确无误地识别出特定形状的物体。把电子蛙眼装入雷达系统后，雷 达抗干扰能力大大提高。这种雷达系统能快速而准确地识别出特定形状的飞机、舰船和导弹等。特别是能够区别真假导弹，防止以假乱真。 电子蛙眼还广泛应用在 机场及交通要道上。在机场，它能监视飞机的起飞与降落，若发现飞机将要发生碰撞，能及时发出警报。在交通要道，它能指挥车辆的行驶，防止车辆碰撞事故的 发生。
实体结构：实心结构 受力特点：外力分布在整个体积中 实体结构可以连续传递载荷，适于 承受压力。 案例分析： 实心墙等
实体结构：结构体本身是实心的结构， 外力分布在整个体积中；
框架结构：细长的构件
Байду номын сангаас
受力特点：支撑空间而不充满 空间 结构体由细长的构件组成。 案例分析 ： 铁架塔
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壳体结构：层状结构 受力特点：外力作用在结构体的表面上 壳体结构通常是指层状（曲面）的结构。 由于它可以将作用在其上的集中横向载荷 分散为沿壳体的压力。因此在场馆建设中用得 很多。 案例分析：头盔，汽车外壳等
块，重物若干。 过程：略。 记录：鸡蛋所能承受重物的数量。
结构的类型
类型 特点 受力特点
外力分布在整个体积中 实体结构 结构体是实心 主要承受压力
实例
实心墙 大坝
支撑空间而不充满空间 框架结构 结构体由细长的 即可以承受压力，又可以 铁架 构件组成 承受拉力 外力作用在结构体表面上 头盔 当壳顶部受到压力时，能 贝壳 将力均匀分散
韩国三丰百货大楼倒塌(1995年)

1995年6月29日下午6时许，汉城市中心的地上5层、地下4层的三 丰百货大楼北半部突然倒塌，当场造成94人死亡，915人受伤，失 踪220人，在韩国引起极大震动。

专家在进行调查后一致认为，本次事故属于"建筑物人为灾害"。正如当时的韩国 总统金泳三所言："三丰事件的根本原因在于腐败和偷工减料"。对于造成大厦倒 塌的直接原因，专家大致认为由这么几条 1、混凝土质量差，造成大厦柱体钢筋承重量严重不足。 2、浇注立柱的沙子是从海滩运回的，因含有盐份致使钢筋腐蚀。 3、楼顶混凝土预制板的厚度比当初设计的厚度大25厘米。造成大厦楼顶不堪 重负。 三、几点启示韩国在过去几十年的经济高速发展中，房地产成为最赚钱、最 吸引人的行业之一，造成了建筑行业的鱼龙混杂，建筑物质量优劣并存，因此近 年来建筑物倒塌事故频频发生。所以发展中国家在经济快速增长的进程中，绝不 能忽视基础建设的安全问题。
润扬长江大桥的国内第一：大桥南汊悬索桥主跨1490米，为中国第一 世界第三大跨径悬索桥；悬索桥主塔高215。58米，为国内第一高塔；悬 索桥主缆长2600米，为国内第一长缆；大桥钢箱梁总重34000吨，为国内 第一重；钢桥面铺装面积达71400平方米，为国内第一大面积钢桥面铺装； 悬索桥锚碇锚体浇铸混凝土近6万立方米，为国内第一大锚碇。
受蜂巢的启示设计出了种种轻质高强的泡沫蜂窝结构
人们从蝙蝠利用超声
波判断物体的能力，研制 了雷达。
夜蛾能发现蝙蝠，而使具
有超精细超声雷达的蝙蝠扑空，
原来蛾当蝙蝠的超声信号传来 时会发出与蝙蝠定位回声极相 似的超声，发出假信号诱骗蝙 蝠。有的夜蛾身上有一种能吸 超声波的绒毛，使蝙蝠得不到 一定强度的回声。仿效飞蛾出 现了现代的隐身飞机。
蝴蝶翅膀的结构与颜色奥秘
蜘蛛也是自然界中 出色的建筑师。它的蛛 网织得何等巧妙。有的 学者发现，蜘蛛能根据 地形地物“精确的计算” 出织多大的网，然后 “提出”最省料而能达 到最大面积的“方案”， 迅速而准确地织出蛛网。 蛛网是自然界中独一无 二的悬索结构。当代的 悬索结构则是模拟蛛网 的一大成就。
（2）在技术领域，产品 的结构更是丰富多彩。
（一把锤子、一辆汽车、一座桥、一
幢房子都具有特定的结构）
技术领域的结构
阅读案例：魁北克大桥的坍塌
魁北克大桥
这座大桥本该是美国著名设计师特奥多罗.库帕的一个真正有价值的 不朽杰作。库帕曾称他的设计是“最佳、最省的”。 库帕自我陶醉于他的设计，而忘乎所以地把大桥的长度由原 来的500米加到600米，以成为当时世界上最长的桥。 正当投资修建这座大桥的人士开始考虑如何为大桥剪彩时，人们忽然听 到一阵震耳欲聋的巨响--大桥的整个金属结构垮了：19000吨钢材和86名建桥 工人落入水中，只有11人生还。 由于库帕的过份自信而忽略了对桥梁重量的精确计算，导致了一场悲剧。

11。船桨模仿的是鱼的鳍。 12。锯子学的是螳螂臂，或锯齿草。 13。苍耳属植物获取灵感发明了尼龙搭扣。
14。嗅觉灵敏的龙虾为人们制造气味探测仪提供了思路。
15。壁虎脚趾对制造能反复使用的粘性录音带提供了令人鼓舞的前景。 16。贝用它的蛋白质生成的胶体非常牢固，这样一种胶体可应用在从外科手术的缝合到补船等一切事情上。
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壳体结构：通常指层状的结构， 外力作用在结构体的表面上；
[鸡蛋承受压力试验]
目的：了解壳体结构的受力情况。 准备：鸡蛋3只，瓶盖6只，木板一 块，重物若干。 过程：略。 记录：鸡蛋所能承受重物的数量。

悉尼歌剧院（壳体结构）
国家大剧院
[鸡蛋承受压力试验]
目的：了解壳体结构的受力情况。 准备：鸡蛋3只，瓶盖6只，木板一
参考：摩托车手头盔的某一部位受到一个大的撞击力，由于头盔的 壳体结构，使得所受力迅速分布到其表面，形成整个头盔表面均匀受力， 而不是某一点受很大的力…… 当汽车前端发生强烈碰撞时，安全气囊就会瞬间从汽车方向盘内弹 出来，垫在方向盘与驾驭者之间，防止驾驭者的头部和胸部撞击到方向 盘或仪表板等硬物上。除了驾驭员侧有安全气囊外，有些汽车前排也安 装乘客用的安全气囊……
蜂巢由一个个排列整齐 的六棱柱形小蜂房组成， 每个小蜂房的底部由3 个相同的菱形组成，这 些结构与近代数学家精 确计算出来的——菱形 钝角109°28’，锐角 70°32’完全相同，是 最节省材料的结构，且 容量大、极坚固，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、人造卫星等的理想 材料。
常见结构的认识
<技术与设计2>的简单介绍