第一章结构与设计技术与设计Ⅱ

第一草结构与设计《技术与设计》（n）[ 知识要点]

、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；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。

应力作用在单位面积上的内力，称为应力。结构所容许承受

的最大应力，叫容许应力。应力可用下式：表示，式中，

为内力，S为构件截面积。应力的计量单位为N/mm2或N/ cm2。

强度

①含义物体结构抵抗变形的能力。

②强度与应力的关系用应力来衡量强度，既科学又确切。结

构所受应力就越

小，强度就越大。

③影响结构强度的因素 a 形状：构成的形状略有改变，强度

就会改变。

b 材料：不同的材料有承受不同应力极限的能力。形状

相同，材料不同，强度就不同。

c 材料的连接方式：不同的连接方式，受力传递方式和

效果不一样。

④结构构件的连接方式 a 铰连接：被连接的构件在连接处不

能相对移动，但可

相对转动。具体有松栓、松铆等，

b 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。

2. 稳定性稳定与不稳定指的不是状态绝对不变，而是指受扰

后，允许状态有所

波动，但当扰动消失后，能重新返回到原平衡状。不能回到原有平衡状态，为不稳定。

结构稳定性的含义结构具有阻碍翻倒或移动的特性，就是结构稳定性。

影响结构稳定性的因素①结构的形状

个物体是否容易被翻倒、推倒，与它的支撑底面形状、

底面积大小有主要关系。如“ A”字形比“ V”形结构稳定。

②重心的位置重心位置越低，结构越稳定。如不倒翁。

③结构所受的运动和力。

增加结构稳定性①减小长细比：长细比，指的是结构的纵向长度与横向

截面的最大尺寸（如圆的直径）之比。如梁，长细比越大，越易弯曲；如果是杆件，长细比越大，也越易变形。

②利用三角形框架及其组合结构，可以有效地增加结构

的稳定性。如自行车车体。

五、结构设计. 设计考虑的主要因素强度、稳定性、成本、

功能、人的个性化需要、寿命、

安全、美观等。

2. 一般过程选择一个设计对象或项目。

先从功能的角度进行强度和稳定性分析，再结合其它方

面思考设计方案和选择材料。

构思时，要从画草图开始，并与其他人员共同商讨。

方案确定之后，应绘制出比较规范的设计图纸，并做出

原型或模型。

六、欣赏和评价典型结构设计

对经典结构应从技术和文化的角度欣赏。

. 技术的角度：结构使用功能的实现，结构的稳固耐用，

结构造型设计的创意和表现力，材料使用的合理性，工艺制造的精美程度等。

2.文化的角度：结构的文化寓意与传达，公众认可的美

学原则，反映的时代、民族、习俗方面的特征，结构的个性特征等。

[ 典型例题分析]

1.每项设计都要考虑到结构问题，把结构问题处理妥善

不仅产品牢固，而且外形美观、使用方便。

物体的主体框架与构造形式，一般称为

A. 框架

B.结构 c. 架构

D. 构造水库的大坝是

A. 实心结构

B. 框架结构 c. 壳体结构

D. 缆索结构在日常生活中，你所见到的以下哪一结构是不属

于利用

不稳定的结构实现某些功能的