技术与设计2___第一章_结构与设计
高一通用技术 技术与设计2 第一节结构与设计课件 精品
结构无处不在——社会领域
• 文章的内容结构影响文章的 表达效果和质量
• 企业的人员结构关乎企业的 运行和效率
• 经济结构将影响国家经济的 发展前景
肥城一中 冉建祥 2010年 1月
什么是结构？ 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。 结构的各个组成部分称为构件。
肥城一中 冉建祥 2010年 1月
肥城一中 冉建祥 2010年 1月
人 体 结 构 图
结构无处不在——自然领域
雪 花
肥城一中 冉建祥 2010年 1月
结构无处不在——自然领域
蜘 蛛 网
结构无处不在——技术领域
卓越的结构是设计者 和制造者的重要追求
肥城一中 冉建祥 2010年 1月
•
海底五星级豪华宾馆
1
0
东海大桥
1
大
楼
东海大桥全长32.5公里世界第一长
东海大桥通航孔
肥城一中 冉建祥 2010年 1月
肥城一中 冉建祥 2010年 1月
江
阴 长
（ 缆
江索
公结
路构
大）
桥
肥城一中 冉建祥 2010年 1月
上海卢浦大桥
（桁架结构）
肥城一中 冉建祥 2010年 1月
学习目标 1.了解结构的含义，掌握常见结构的类型、
受力特点应用场合； 2.理解结构是为了承受力和抵抗变形的本质， 能概括分析结构受力的方法，知道基本构件的特 点， 理解荷载与结构受力间的关系。
第一节 初识结构
肥城一中 冉建祥 2010年 1月
一、无处不在的结构
• 自然界中
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，令许多专家赞叹不止。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。
技术与设计2-第一单元
结构会影响产品的 性质和功能
第一单元 结构与设计
• 一、常见结构的认识
3、结构与受力有什么关系？
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。 每个物体都有它特定的架构形态，这种架构形态体现 着它的结构。 一个设计合理的结构应能承受外界的各种作用力，抵 抗各种变形。
（1）不同形状的结构有着不同的强度——适当的结构形状能够增加结构的强度
（2）不同材料的结构有着不同的强度
（3）连接方式直接影响结构的强度——
第一单元 结构与设计
• 二、稳固结构的探析
5、结构与功能有什么关系？
结构直接影响事物的功能和作用，结构的改变可能导 致功能的变化。
结构直接影响事物的功能和作用，结构 的改变可能导致功能的变化。
• 一、常见结构的认识
结构：是指事物的各个组成部分
之间的有序搭配和排列。
• 任何事物都有结构，结构决定了事物的存在性质。
第一单元 结构与设计
• 一、常见结构的认识
2、为什么要了解结构？
因为合理的结构是事物存在的基础。在技术领域，产 品的结构很丰富，结构会影响产品的性质和功能，结构方 面的小问题也许会导致重大事故的发生。
第一单元 结构与设计
• 单元小结
• 1.任何事物都具有结构，结构决定事物的存在性质。 • 2.从力的角度看，结构是指可承受一定力的架构形态，它可以 抵抗外力。结构构件的基本受力有拉力、压力、剪切力、扭转 力、弯曲力。 • 3.结构类型主要有：实体结构、框架结构、壳体结构。不同的 结构类型有不同的受力特点。 • 4.结构设计时要考虑结构的稳定性和强度。结构的稳定性受重 心位置高低、支撑面大小、结构形状等影响。结构强度受结构 的组成形式、构件的几何形状、截面形状、材料、构件的连接 方式等影响。 • 5.结构影响着产品的功能。
粤教版高中通用技术必修《技术与设计2》教学课件：第一章结构及其设计第一节 认识结构
总结
第一节 认识结构
一、感知不同的结构 二、认识结构与力 三、了解结构的分类
结构受力分析 外力的类型
根据外力设计结构
自然界的结构 人造结构 仿生结构
实体结构 框架结构 壳体结构 组合形式
谢谢!
能进行简单的结构设计，学会绘制设计图样， 并做出原型或模型。
能从文化和技术的角度欣赏并评价典型结构。
引入我国在万里长 江上修建的第一座铁路、公路两用桥梁，于1957 年10月15日正式通车。
全桥总长1 670m，其中正桥1 156m，北岸引桥 303m，南岸引桥211m。
斜拉桥受力分析：梁、
塔柱、斜拉索主要构件 的受力是什么？
三、了解结构的分类 基本类型：实体结构、框架结构、壳体结构。
实体结构：墙、橡皮、 铅球。
框架结构：铁架、车 架、建筑、家具。
壳（ qiào ）体结构：汽车 外壳、安全头盔、水瓶。
三、了解结构的分类
立即行动： 连线对应主 要结构。
实体结构
框架结构
壳体结构
底座实体结构，
建筑主体壳体 结构
组合形式
上部框架结构，
桥墩实体结构，也 有空心的桥墩。
三、了解结构的分类
实践活动：
对比三角形与四边形框架。
使用已有材料，搭建两种框架， 进行按压与拉伸试验，通过变形 分析结构受力的特点。
壳体结构特点分析
同样的两张纸，分别做两种承重 试验，总结壳体结构的受力特点。
人的向后压力
增加弧度
二、认识结构与力
思考：
木板受力形状变化。
椅子分为椅腿、椅座、椅背，分别分析受力。 钢结构雨棚，分为哪些部分？功能分别是？各
部分的受力情况如何？
二、认识结构与力 构件受力变形：
(技术与设计2)第一章结构与设计第2节 稳固结构的探析第二课时(苏教版)高二 上学期
• 那到底什么样的结构是稳定的，什么样的结构 又是不稳定的？ • 影响结构稳定性的主要因素： 不倒翁为何不到？
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 1.结构重心的位置 重心越低,稳定性越好;重心越高,稳定性 越差。 结构重心所在点的垂线是否落在结构 底面的范围内，落在就是稳定的，没有 就是不稳定的。
回顾：
• • • • • • 什么叫结构？ 哪些事物存在结构？ 结构会决定事物的性质吗？ 从力学角度来说，结构是指什么？ 根据实例说出构件的基本受力形式？ 结构的基本类型？（P11马上行动）
第二节 稳固结构的探析
1.结构与稳定性 2.结构与强度 3.结构与功能
1 结构与稳定性
• 请举出生活中不稳定结构的一些例子：
【课件】第一章+结构及其设计+课件-高中通用技术苏教版(2019)必修《技术与设计2》
社会 领域
文章结构、人员结构、城乡结构……
结构影响着产品的性质和功能
魁北克大桥
合理的结构是事物存在的基础，卓越的 结构是设计者和制造者的重要追求。
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。
分析结构的受力情况时，首先要清楚组成结构的构件受到哪些力的作用。
力偶的作用。
压力
扭转力 弯曲力
结构的受力特点
拉力 扭力
剪切构面力件内两的端力偶受作到用两，个两在力垂偶直大于小轴相线等平，
转向相反。
压力
扭转力 弯曲力
马上行动
拉力 压力 剪切力 扭转力 弯曲力
物体所承受的拉拽力 （状态是膨胀）
物体受到挤压的力 （状态是收缩）
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 （状态是断裂趋势）
练一练
8.如图所示是一款平衡吊，吊臂为平行四边形结构，能在铅垂面
内运动。在图示位置，构件1、构件2的主要受力形式是( D )
A．构件1受拉，构件2受弯曲 B．构件1受拉，构件2受拉 C．构件1受弯曲，构件2受拉 D．构件1受弯曲，构件2受压
练一练
9.如图所示为一款壁灯。当杆1与杆2成90°时，杆1与杆2的主要
练一练
11.空调外机通过三角架和膨胀螺丝固定在墙面上，如图所示，
上面的这一颗膨胀螺丝的受力形式为（ C ）
A．受拉、受压
B. 受压、受弯曲
C．受拉、受剪切
D. 受扭转、受弯曲
练一练
12.如下图所示为起重机上吊钩的受力示意图，其中销钉和连杆
的主要受力形式是( B )
A．受拉；受剪切 B．受剪切；受拉 C．受压；受弯曲 D．受扭转；受拉
技术与设计2全册教案第一单元结构与设计
第一单元结构与设计第一节常见结构的认识【教材版本】本课程采用苏州教育出版社《技术与设计2》。
【设计理念】引导学生通过生活观察和技术试验，对简单结构进行强度与稳定性分析，解释它的强度高或低、稳定或者不稳定的原因。
引导学生进行实验，也可以让学生自己根据生活经验、兴趣爱好和已有条件，自行设计和制作实验，并得出结论。
指导学生对技术实验与观察的过程进行记录，并按照比较规范的格式写出实验报告，从而培养良好的实验作风与习惯。
【教学内容分析】本课是《技术与设计2》第一单元“结构与设计”的第一节“常见结构的认识”的第一课时。
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。
本课时要通过展示自然界中形形色色的结构图以及对这些结构分析和研究,使学生明白“结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列”。
要让学生知道为什么要学习“结构与设计”，自然界中形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启示。
人们将其成果应用到技术领域, 是为了更好地服务于人类。
本课时还要讲解构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力，讲解应力概念。
当一个结构受到外力作用时,内部各质点之间的相互作用会发生改变, 产生一种抵抗的力,称为内力。
应力从认识常见的结构开始,通过学生熟悉的事例,展开技术视野中的力与结构讨论, 通过有趣的小试验, 强化对不同类型结构的特点的理解。
课时安排：2课时。
【学情分析】学生对结构虽有一定的了解，对结构的功能和分类也有一定的基础。
但较为零散，模糊。
另外，学生在物理课中已学习了有关力学的知识，对物体的受力分析有比较好的基础。
但是由于受力分析是物理课教学中的难点，多数学生在受力分析中还是有困难的，所以在教学中还要利用模型演示形变的情况，分析说明拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力等。
【教学目标】1.知识与技能：（一）了解结构的含义。
（二）能从力学的角度理解结构的概念和一般分类。
（三）能结合1~2种简单的结构案例，分析结构是如何承受力的。
高中通用技术 技术与设计2 《技术与设计2》第一单元结构与设计(讲稿) 苏教版必修2
高中通用技术技术与设计2 《技术与设计2》第一单元结构与设计(讲稿) 苏教版必修2前言上学期，我们学习了《技术与设计1》模块，老师和同学们一起走进了技术世界，认识了技术及其主要特性；我们一起步入了设计殿堂，学习了设计的基本知识，体验了设计的初步过程，进行了设计的交流和评价。
应该说，在培养“技术素养”的进程中，有了一个良好的开端。
本学期，我们将继续学习本课程的第二个必修模块——《技术与设计2》。
本模块共有四个单元，这四个单元是：结构与设计、流程与设计、系统与设计、控制与设计。
同学们会发现，在第一模块中的八个内容是用“章”来表示的，而本模块的四个学习内容则用来“单元”来表示，这是因为，第一模块的八个内容是彼此相连，且有递进关系的内容，而本模块的四个内容相对比较独立。
但并不是说它们没有关联。
实际上，这四个主题，也是有着内在联系的。
这种联系可以理解为：系统是主体，结构是核心，流程是系统状态的变化，控制是对系统状态实施的干预。
在本模块的学习中，我们除了要继续加深对技术的认识和对设计知识的掌握外，同学们特别要对包含在这些专题里的技术思想和方法的领悟和理解，并将这些思想和方法迁移到我们的学习和生活之中。
由于本模块内容的知识性和专业性都比第一模块要强得多，同学们在学习中既要动手，又要动脑，并要学会灵活运用其它学科的知识来解决技术问题。
要通过本模块的学习进一步提高技术理论素养、技能素养和创新能力。
老师将和同学们一起为达成这样的教学目标而竭尽全力。
下面，我们开始学习第一单元第一单元结构与设计第一节认识结构一、结构的涵义“结构”一词，对同学们来说可能并不陌生。
请同学们想一想，在学习其它课程中，有哪些课程提到过“结构”？对！；在生物课中提到过：人体的结构；在政治课里有社会结构；在化学和物理中，有物质结构、分子结构、原子结构，在语文课里接触过：文章的结构，在地理课中有地质结构。
看来，世界上的事物，大到宇宙，小到原子、分子；物质的，非物质的，都有其自身的结构。
《技术与设计2》第一单元结构与设计教学案
《技术与设计2》第一单元结构与设计一、结构从广义上讲，是指；从力的角度来讲，是指，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。
二、一个较复杂的结构由许多不同的部分组成，这些组成部分通常称为；其基本的受力形式有：、：、：、：、：。
构件的单位横截面上所产生的内力称为，其计算公式为，当其达到某一极限值时，结构就会遭到破坏。
三、根据物体的结构形态，通常将结构分为以下三种基本类型。
：常见实例、、；：常见实例、、；：常见实例、、；很多物体的结构是由两种或两种以上的基本结构类型组合而成的，可称为。
四、结构的稳定性是指，其影响因素主要有、、；如果结构的重心所在点的垂线落在结构支撑面的范围内就是稳定的；稳定性可进行对比。
（理解课本中的案例分析：独脚茶几、照相机的支撑架、A形梯）结构的强度是指，其影响因素主要有、、、、；（理解课本中的案例分析：吊兰的支撑架）五、结构与功能的关系：结构改变可能导致功能的变化。
（了解课本中的案例：伞和拐杖、多用起子、不同结构种类的自行车）六、结构设计时，需要考虑的主要因素有、、、、、等。
结构设计是为了完成某种任务或满足特定的需要，必须明确设计的目标和要求。
不同的结构设计，应考虑的因素各有侧重，其中是最重要的。
正因为此，我们在结构设计是需侧重考虑结构的和。
目前，我们常用的材料主要有、、；不同的材料的连接方式也有所不同，常见的连接方式可分为以下两种，：不能相对移动，但可相对转动；具体有、、等（实例：、）：不能相对移动，也不能相对转动；具体有、、等（实例：、）七、优秀的结构设计需要把和恰当地结合起来。
古今中外都有一些经典的结构，赏析结构设计作品，可从以下两个角度进行，各个角度又可分成不同方面：：、、、、、：、、、、（了解课本中的案例分析：赵州桥、飞檐、蛋形椅，如何从不同角度欣赏）。
通用技术《技术与设计2》第一章3.3影响结构稳定性的因素
好，所以广泛使用在结构设计中。 如桁架桥、承重架、脚手架等。
结构稳定性的分析：
课堂分组试验：
设计一个支架，能稳稳地托住苹果，苹果最低端距离支 撑面至少6cm
材料： 50cm铜线一根 尺子 苹果
评价标准：
结构是否稳定、是否满足6cm要求、创新性、美观性、
被推同学前后稳定性不同，是因为什么发生了变化？
接触面与支撑面
请同学试着把一张A4纸立起来
结论2
底面支撑面积越 大 越稳定
探究3 支撑面积一定的情况下，重心越
低越稳定吗？
试试看：
重心在底面投影的 位置，落在结构支 撑面的范围内
• 自建筑初始1174年首次发现倾斜。从事观测该塔的专家盖里教授 称，根据比萨斜塔近几年来倾斜的速度推测出——斜塔将于250年 后因塔身的重心超出塔基外缘而倾倒。
结束语：设计永远在路上
没有绝对稳定的结构，只有通过不断的设计 创新来获得我们生活中需要的稳定结构或不 稳定结构，需要设计者多观察生活，具备同 理心，做设计创新的有心人。
人生何尝不是一个结构，在我们年轻时代打 好学科基础就是站稳了脚跟，尽量使自己人 生结构的接触面越大越好，这样自己的人生 才最稳定，最坚固。
小组讨论：你认为结构的稳定性和哪些因素有关？
探究1 探究2
探究3 探究4
探究1 如何证明重心位置影响稳定性
结论 1：
• 重心的位置影响到结构的稳定性：
• 重心高___不__稳_定___ • 重心低____稳__定___ 生活中有哪些结构是运用降低重心来提高稳定性？
探究2
请两位同学配合做个试验：
我国东汉时代的科学家张衡，在公元132年就制 成了世界上最早的"地震仪"--地动仪。
技术与设计2_地质版_复习_第一章《结构与设计》练习题 -带答案
第一章《结构与设计》练习题班级______________ 姓名______________1、结构是指（B）。
A、构成物体自身的空间形态B、物体的各组成部分之间的搭配和排列C、承受力和抵抗变形D、可承受力的非架构形态2、下列哪个物品的结构是受自然界事物的启发而产生的？（B）A、钢笔B、潜艇C、课桌D、黑板3、下列选项中，属于框架结构的是（B）。
A、房屋的墙体B、教室的门窗C、化工厂的储油罐D、煮饭用的高压锅4、如图所示的物品中，不属于．．．壳体结构的是（C）。
A、安全帽B、电饭煲C、阳台护栏D、天文台穹顶5、下列结构中属于壳体结构的是（B）。
A、电扇外罩B、灯罩C、文化墙D、雷达天线6、如图所示为竹、木混合材料的躺椅，其结构的主要类型是（C）。
A、实体结构B、壳体结构C、框架结构D、其他结构7、下列物品中属于实心结构的是（B）。
A、摩托车头盔B、水库大坝C、输电铁塔D、国家体育场“鸟巢”8、如图所示，自行车在单脚支撑杆的支撑下保持稳定。
如果不断地扩大支撑杆与自行车之间的夹角θ，结果是（C）。
A、支撑面越来越大，结构越来越稳定B、重心越来越低，结构越来越稳定C、稳定性从差逐渐变好，又从好逐渐变差D、稳定性从好逐渐变差，又从差逐渐变好9、结构的构件受力多种多样，基本的受力形式有（D）。
①受重力②受拉、受压③受剪切、受扭转④受弯曲A、①②④B、①③④C、①②③D、②③④10、结构件的基本受力形式有拉力、压力、剪切力、弯曲力、扭转力等，下列说法不确切．．．的是（C）。
A、拉力指物体所承受的拉拽力B、压力就是挤压物体的力C、剪切力指大小相等、方向相反、作用于同一物体上的平行力D、弯曲力指作用于物体，使它产生弯曲的力11、体操运动员在单杠上做大回环动作时，会使杠体产生的变形是（B）。
A、拉伸B、弯曲C、压缩D、断裂12、固定空调室外机铁架的镙钉的受力形式为（D）。
A、受重力B、受扭转C、受剪切D、受弯曲13、水泥梁在受力后会发生形变，如图所示，此时它的上、下表面（沿表面）的受力（B）。
《通用技术-技术与设计2》问题及部分习题参考答案
技术与设计2——教材问题及部分习题参考答案第一单元结构与设计第一节常见结构的认识1．本节重要概念：结构、构件、实体结构、框架结构、壳体结构。
2.教材第2页中的几幅图生动、形象地说明结构广泛存在于自然界中。
3.教材第3页“案例分析”中的三个实例，均说明自然界动物、植物中存在的各种各样的结构可以用来为人类服务，人类可以从中获取感悟而解决某些技术问题，实现一些发明创造。
4.教材第3页“马上行动”受自然界事物结构的启发而产生的产品有船桨（鱼鳍）、人工冷光（萤火虫）、风筝（鹰）、锯（蝗螂臂或锯齿草）、车轮（随风旋转的飞蓬草）、潜水艇（海豚）、声呐（蝙蝠）、潜水用的脚蹼（鸭子）、潜水艇的流线型设计（鱼类）等。
本栏目的设置目的是让学生内化“自然界结构对技术领域的启发”，要养成对日常生活细心观察的意识和创新意识，知道解决技术问题不仅需要正确的方法，更要有持久的恒心和毅力。
5.无论是自然界的结构现象的举例，还是技术领域中的结构现象的举例，教材都注重了知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的统一。
6.教材第4页“阅读”1907年的魁北克大桥坍塌，被列为20世纪十大技术失误之一。
这里用反面例子来说明合理结构的重要性，给人以心灵的震撼，引起人们对结构的重视。
“阅读”为选学内容。
7.教材第4页“马上行动”自然界：地球的结构、金刚石的结构、树的结构……技术领域：汽车的结构、自行车的结构,2008年北京奥运会主体育场“鸟巢”的结构……社会领域：教育管理系统的结构、家庭的结构、企业的管理结构……8.从力学角度理解结构是一个难点，建议教师查阅有关结构力学和理论力学书籍，研究结构构件的受力以及基本受力形式。
应注意结构概念不能只局限于建筑结构的理解上。
9.教材第5页的插图，形象地说明了构件的受力形式。
10.教材第5页“马上行动”11．教材第6页“案例分析”这里侧重分析简易桥梁桥面的静态受力。
12.教材第6页“马上行动”吊兰的支撑架承受吊兰的拉力；桥墩承受来自桥面、桥上负载的压力，两端被托住的梁受到支撑力等。
技术与设计2复习提纲(第一章结构与设计)
技术与设计2复习提纲第一章结构与设计一、结构的涵义1、结构是指物体的各组成部分之间的和。
2、结构的本质：结构是可承受一定的架构形态，可用来抵抗引起和改变的力。
简单地说，结构是为了和，这便是结构的本质。
3、架构：物体的主体框架与构造形式。
4、构件：结构的各组成部分。
例题1、结构的本质是（）A、构成自身的空间形态B、物体各个组成部分的叠加C、承受力和抵抗变形D、物体的主体框架和构造形式二、结构的类型并举例说明（从力学的架构与形态考虑）例题1、分析下列物体的结构类型，判断哪个属于实体结构。
（）A、电灯泡B、乒乓球C、橡皮檫D、篮球2、分析下列物体的结构类型，判断哪个不属于实体结构：（）A、太湖大堤B、冰山C、长城D、栅栏3、下列选项中，属于框架结构的是（）A、房屋的墙体B、中国万里长城C、化工厂的储油罐D、教室的门窗4、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5、分析下列物体的结构类型，判断哪个不属于壳体结构。
（）A、摩托车头盔B、圆形陶瓷饰品C、贝类D、金字塔6、摩托车事故中驾乘人员死亡的70％以上都是没有戴头盔或者是头盔质量不合格造成头部受伤所致。
质量合格的安全头盔能有效保护人的头部，是因为：（）A、合格头盔制作优良，戴在头部空隙小，与头部形成一个整体，是一个坚固的实体结构。
B、合格头盔的密封性好，里面的空气能起到缓冲撞击的作用。
C、合格头盔是一个良好的壳体结构，坚硬的壳体能有效保护头部。
D、合格头盔视野清晰，可以帮助车主避免交通事故的发生。
三、变形1、变形: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 .2、变形的种类⑴ :拉伸所产生的变形为拉伸，组成材料（麻或钢丝）的粒子被拉开。
⑵ :压力所产生的变形为压缩，组成材料（木料或其他）的粒子被推近。
⑶ :当杆件受到与杆纵轴线相垂直的外力作用时,杆件产生的变形为弯曲.例题1、在举办运动会的时候，运动员在单杠上做大回环姿势时，会使杠体产生（ ）变形。
通用技术2第一章结构与设计 全部内容
2. 形状
3. 连接方式
铰连接 刚连接
1、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 ）。
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（ B ）
A、美观 B、重心低 C、保护 D、支撑
4、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
如:铁架塔，建筑用脚手架， 厂房的框架。
框架结构
框架结构
壳体结构：层状的结构
如:摩托车手的头盔， 飞机的外壳，贝壳。
特点：外力作用在结构体的表面上
壳体结构
中国国家大剧院
悉尼歌剧院
壳体结构
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
利用自身来承受荷载， 主要承受压力。
结 构
框架结构
• 支撑面越大越稳定 • 越小越不稳定
［问题3］ 三角形和四边形那个结构最稳定？
• 结论3：结构的稳定性与结构的 形状有关。
二、影响结构稳定性的因素
①重心的高低 ②结构与地面接触所形成的支撑面的大小
③结构的形状
• 什么是结构的强度？
结构的强度：结构具有的抵抗被外力破坏的能力。
抗压强度、抗拉强度、抗弯强度……
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。
埃菲尔铁塔是一座于1889年建成位于法国巴黎战神广场上的镂空 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。
第一章结构及其设计教案-高中通用技术地质版必修《技术与设计2》
第一章结构及其设计第一节初识结构一、教学目标(1)理解结构的本质和含义。
(2)能对生活中常见的简单结构进行分类，能指出三种不同结构的应用场合。
(3)能初步认识到结构在日常生产、生活中广泛应用的重要性，拓宽思维和想象空间。
二、教学策略1．学情分析高中生已具备一定的物理知识，可以从物体受力的角度去理解结构的作用。
学生在日常生活中，常看到一些诸如生活、学习用具、生产器械等，也知道它们都具有一定的结构特点，但不能从理论上科学地对其定义。
通过本节内容的学习，学生对于结构的概念和分类比较容易理解掌握，但要对生活常见的实例进行归类可能会有困难。
因为现实中的结构往往是多种结构类型的结合，需要探讨交流，获得共识，教师应从力学架构与形态分类的角度对引导学生学习。
2.教学准备教学中，应尽量结合实例对生活中常见的简单结构进行归类，区分三种结构的不同应用场合。
教师选用不同结构类型的实物模型给学生观摩，如小板凳、台灯、球形建筑等；利用多媒体播放不同结构的图片和视频介绍故宫、赵州桥等，体会物体的结构是由物体的功能和需要决定的，而物体的结构又决定了物体的性质和形态。
三、教学重点结构含义及其分类结构的受力分析四、教学难点结构分类五、教学过程：利用多媒体播放典型结构，探索结构的奥秘。
引出图片所示物的技术核心是结构，它们的共同特点是承受和抵抗各种各样的作用力，抵抗可能由此引起的变形或损伤。
它们都是结构设计的成果。
引导学生，激发学生们对结构探究的兴趣。
从身边的生活入手，让学生们自行设计、制作一个简易衣帽架！要达到我们所提出的要求，那么选用什么架构、材料、几何形状与尺寸，采用怎样的连接、装配与安装方式呢？为了解决这一些技术问题，我们应先从基础学起——结构及其设计。
引导学生从“架构”的角度进行归纳总结：板凳（a）4条腿，“八”字形态，由两根橫橕分别把左右2 条腿连接在一起。
板凳（b）在（a）的基础上去掉了2根橫橕。
板凳（c）在（a）的基础上加了1根橫橕，将左右两端凳腿之间的橫橕连接在一起。
第一章结构与设计《技术与设计》(Ⅱ)
第一章结构与设计《技术与设计》（Ⅱ）[知识要点]一、结构的含义.架构物体的主体框架与构造形式，一般称为架构。
2.构件结构的各组成部分，通常称为构件。
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.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：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。
框架结构教室的门、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。
壳体结构日常使用的各式各样的饮水杯、储水壶、文具盒、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.荷载含义作用在结构上的外力，称为结构的荷载。
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.强度内力外力使构件发生变形的同时，构件内部分子之间随之产生一种抵抗变形的抵抗力。
内力，是用来抵抗外力与变形，并力图使变形部分复原的力。
通用技术技术与设计2.
结构的各组成部分，通常称为构
件。
物体的主体框架与构造形式，一
般称为架构。
实例2：吊车和吊桶。
天棚吊车：一般用于车间。 车载吊车：用于搬运东西。 辘轳式吊桶：古时候用来打水。
实例3：蛇皮管灯具
如果用一根能方便弯曲的 软金属管去支撑台灯灯头 会有什么样的结果呢？ 跳水赛的跳板与蛇皮管在 什么地方相似？
试验工具：双面胶和剪刀等。
结构是指事物的各组成部分之间的搭配和排列。 可以抵抗能引起形状和大小变化的力。
根据物体结构形态在受力时承受和传递力的方式差别 实心结构 结构
框架结构 壳体结构
小试验
试验要求：
A、每小组用6张扑克牌 ，制作一个简易 结构；
B、形状不限，高度为扑克牌的宽度 （50mm）并且可以承受两本课本的重量。 试验目的：比较不同形状的扑克结构承受压 力的大小。 试验准备：1、六张扑克牌。(备用一张) 2、用书本作为加压的重物。
第一章：结构与界 中 的 结 构
人 类 创 造 的 结 构
利用自然地形结构 水坑里竟然设计出这样一座大酒店
上海松江有个100米深石场，还有一个小湖。 Atkins设计公司就在这里设计了一个22世纪风格的 五星级的松江大酒店。建筑宏伟壮观，有一组瀑布 状的玻璃幕墙，非常漂亮。这还是一座极为环保的 建筑，整个酒店的屋顶种满绿草，石场为酒店提供 了良好的温度控制。酒店总共能住1000位客人，他 们可以享受酒店里的餐厅、咖啡厅、健身房、宴会 厅、水下水族馆、会议厅、泳池、攀岩......
松江大酒店
讨论：以下两者的关系？
？
蜂巢的特点 材料轻，载重强
苍耳子
植物形态 一年生草本， 三角状卵形，先端锐尖， 基部心形。边缘有缺刻或 3～5浅裂，外面有钩刺和 短毛。花期7～10月，果 期8～11月。 生于荒地、山坡等干燥向 阳处。
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动动脑找一找 1、栅栏 ２、圆形陶瓷装饰品 ４、高层建筑的穹顶５、钢化玻璃锅盖 ７、汽车外壳 ８、人的头盖骨 １0、头盔 11、大坝 ３、冰山 ６、竹排 ９、埃菲尔铁塔
实体结构： 框架结构： 壳体结构：
3
11
1 2 9
6 4 5 7 8 10
组合结构：
二、稳固结构的探析
1、结构与稳定性 风中摇坠的行人 2、结构与强度 3、结构与功能
蜂巢
• 蜂巢的结构精巧又美观 • 蜂巢的结构用材最少，容积最大 • 蜂房是六角形的，0.073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 成一个整体，牢固无比。重40克 的蜂房，却能容纳2000克蜜蜂。
1.无处不在的结构
科罗拉多大峡谷
吉隆坡双子大厦
故宫
白金汉宫
克里姆林宫 布达拉宫
卢 浮 宫
长城
埃 菲 尔 铁 塔
赵州桥
• 看了以上精妙绝伦的建筑，我们不禁为设 计师们精彩的设计艺术而感叹！ • 大家也注意到这些建筑使用的材料没什么 特殊，却千姿百态，风格迥异，它们在设 计上有什么不同？
• 主要是结构不同。
• 那么，什么是结构呢？
• 结构（structure)：是指事 物的各个组成部分之间的有 序搭配和排列。 • 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。
结构的改变导致功能的 改变
结构决定着事物的性质， 也直接影响事物的功能
结构设计的目标和主要因素
成本 功能 安全
个性化需求
结构设计
强度
美观 寿命 稳定性 其他
赏析结构设计作品，可从技术与文化两个角度进行。 技术角度：使用功能、稳固耐用、造型设计的创意和
表现力、材料合理性、工艺精湛程度等。 文化角度：文化寓意与传达，美学原则，反映时代、
2. 影响结构稳定性的主要因素 比萨斜塔“斜而不倒”
影响结构稳定性的主要因素 • 结论1： • 结构的稳定性 与重心的位置 的高低有关。
图1
图2
问题：你是如何理解支撑面和接 触面的呢？请你说说图1~3中那个椅 子最稳定？对支撑面而言，说说在图 1~3中哪个最大哪个最小？
图3
• 结论2： • 结构的稳定性与结构与地面接触所 形成的支撑面的大小有关。
• 结论2：结构的重心落在支撑面内。
静态自行车
• 结论3：结构的稳定性与结构的形状有关。
问题：三角形和四边形那个结构最稳定？ 你能说出生活中应用三角型稳定性的事例吗？
相机支撑架
• 结论3：结构的稳定性与结构的形状有关。
桁架
3. 结构稳定性的应用
一方面人们利用稳定的结构抵抗外力、承受负载。 另一方面人们又利用不稳定的结构实现某些功能。 例如在地震多发地区，人们将酒瓶之类的物体倒置在地上，利用这一不 稳定的结构实现感知地震的功能。
2 结构与强度
结构的强度是指结构具有抵抗被外力破坏的能力。
海啸
拔河：绳子的强度
大坝
结构强度与稳定性的区别 稳定性：指在外力的作用下不容易翻倒
强度：指在外力的作用下结构体本身 不容易遭到破坏
影响结构强度的主要因素 一、结构的形状
1、结构的外部形状
三角形是框架结 构最基本的形状之一， 结实、稳定、材料最 少。在四边形、六边 形构件中，加上三角 形支撑件，就可大大 增加构件的牢固程度。
4.受扭转
5.受弯曲
马上行动
结构的类型
结构的类型 实体结构 框架结构 壳体结构 组合结构
实体结构
结构体是实心的。 受力情况：外力分布在 整个体积中。
举例：实心墙、实心柱、 实心球、大坝。
• 框架结构：由细长的构体组成。 支撑空间而不充满空间。
可以承受压力和拉力
受力情况：空间框架 体。如铁塔架，脚手 架
课堂小结
实体结构
一、结构的类型
框架结构 壳体结构
二、结构稳定性：是指结构在荷载的作用下，维持原有平衡状态的能力。
影响结构稳定性的因素：
1.重心的位置的高低 2.结构与地面接触所形成的支撑面的大小。结构重心落在支撑面内。 3.结构的形状
三、结构强度：结构具有的抵抗被外力破坏的能力。 影响结构强度的因素： 1. 材料 2. 形状 3. 连接方式
影队拍摄了下来，该桥因此声名大噪。一座雄伟的单跨桥
，被风吹得像波浪一样起伏，还带有一些摇晃。这段年代 久远的录像记录了1940年11月7日，当时享有世界单跨桥 之王的塔科马大桥，被一阵不太强的风吹垮，坍塌。
• 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。 • 每个物体都有它的特定的架构形态，这种架 构形态体现着它的结构。 • 一个较复杂的结构由许多不同的部分组成， 这些组成部分通常称为构件。
翻倒的自行车
思考：同样在台风的破坏下，为什么有一些树、房子或广 告牌等被刮倒，而其它的却稳如泰山一点都不受台风影响呢？
1. 什么叫做结构的稳定性？
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。
在建筑中必须考虑到结构的稳定性。
在日常生活设计产品时也要考虑到结构的稳定性。
石墨与金刚石
金刚石
石墨
苍耳子与尼龙搭扣
植物形态 一年生草本，三角状卵形，先端锐尖， 基部心形。边缘有缺刻或3～5浅裂，有不规则粗锯 齿，两面有粗毛；头状花序顶生或腋生，雌雄同株， 雄花序在上，球形，花冠筒状，5齿裂；雌花序在下， 卵圆形，外面有钩刺和短毛。花期7～10月，果期 8～11月。 生于荒地、山坡等干燥向阳处。分布于全国各地。
刚连接：被连接的构件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。
榫接
胶接
焊接
影响结构强度的主要因素
结构的强度与结构的形状、使用的材料、构件 之间的连接方式等因素有密切的关系。
结构与功能
结构不仅是事物存在的一种形式，而且 对事物的功能和作用产生着直接影响， 结构的改变可能导致功能的变化。
选择合适的材料制作斜拉索，并在桥 两侧安装足够强度的立柱。
由于小河不能通航，所以可以增加 一个或几个桥墩来加大承重。
在桥面下增加拱形结构，在不影响 桥面通行的情况下，可以增加桥梁 的承重。
在桥的两侧增加钢制的三角形桁架结 构。
铰连接 刚连接
小试身手
• 1、吊兰支撑架使用三角形支架结构，而不 用由一根直杆挑起的结构，这说明以下哪 个因素（ B ）影响着结构强度？
A．材料 C．构件 B．形状 D．连接方式
• 2、分别在一根竹竿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，竹竿 比脆性塑料杆能挂更多重物而不会断裂， 说明在这个试验中影响结构的强度主要是 ：（ A ） 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
技术分析:
你能帮帮我吗？
如图所示，某村庄旁边的小河上原有一座限重1.5吨的简易梁式桥。 桥下的河水较浅，不能通航。现在由于经济的发展．运输量有了极 大的增加．必须使桥梁的承重能力加以提高。但是又不能把桥拆掉 后重新再建．因为这是该村唯一的公路桥。那么我们应该如何进行 改进，设计出符合要求的桥梁结构呢?请同学们设计出3种以上的改 良方案。
• 3、某些支撑阳台的梁做成如下图所示形状 ，这主要是出于对（ B ）的考虑。 A．美观 B．强度 C．安装 D．稳定 性
台面
挑梁 墙体
• 4、使用A字形（人字）梯，往往在梯子中 间用一根拉杆或绳子固定，其主要目的是 （C ） A．增加梯子强度 B．减小人对梯子的压力 C．增加梯子的稳定性 D．促使梯子美观
影响结构强度的主要因素
一、结构的形状
2、结构的构件横截面形状
不同横截面形状的构件所能承受力的程度是不一样的。
金刚石分子为四面体，每个四面体有四个角、四个面， 且每个面为三角形。
二、使用的材料
结构的强度与材料有关
钢杯
纸杯
塑料杯
三、构件之间的连接方式
铰连接 刚连接
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。
壳体结构
受力特点：外力作用在 结构体的表面上。特别 是当顶部受到压力时， 它能将力均匀扩散。
• 经典壳体建筑欣赏。
悉 尼 歌 剧 院
• 壳体结构：经典壳体建筑欣赏。
广州新体育馆
国家大剧院
练习：当出现交通事故时，摩托车手的头盔是 如何避免外力对头骨的撞击的？ 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……
案例1
案例2
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 结构，飞机原型源于飞鸟形体结构 的仿生。
鹰眼
与导弹跟踪系统
马上行动 在生产生活中那些产品的结构是受到自然物 体的结构的启发而产生的? 请阅读
魁斗克大桥的坍塌
P4
塔科马海峡大桥
• 塔科马海峡大桥位于美国华盛顿州的塔科马海峡。第一座 塔科马海峡大桥，绰号舞动的格蒂，于1940年7月1日通 车，四个月后戏剧性地被微风摧毁，这一幕正好被一支摄
如自行车的车轮，它是由辐条、轮胎、车圈、 气门等构件组成的。
2. 构件的受力形式
受拉 受剪切
受弯曲
受压 受扭转
3. 请连线，把左右对应的项目连接起来： A.构件承受使之产生弯曲的力
1.受拉 2.受压 3.受剪切
B.构件承受两个矩离很近、大 小相等、方向相反的平行力
C.构件承受使之被挤压的力 D.构件承受拉拽力 E.构件两端承受方向相反的均 匀的力，使它发生扭转形变