通用技术第一节认识结构

现代经典建筑——悉尼歌剧院
悉尼歌剧院的外观为三组巨大的壳片，耸立在一南北长186米、东西最 宽处为97米的现浇钢筋混凝土结构的基座上。歌剧院整个分为三个部分： 歌剧厅、音乐厅和贝尼朗餐厅。歌剧厅、音乐厅及休息厅并排而立，建在 巨型花岗岩石基座上，各由4块巍峨的大壳顶组成。这些“贝壳”依次排列， 前三个一个盖着一个，面向海湾依抱，最后一个则背向海湾侍立，看上去 很象是两组打开盖倒放着的蚌。高低不一的尖顶壳，外表用白格子釉磁铺 盖，在阳光照映下，远远望去，既象竖立着的贝壳，又象两艘巨型白色帆 船，飘扬在蔚蓝色的海面上，故有“船帆屋顶剧院”之称。那贝壳形尖屋 顶，是由2194块每块重15.3吨的弯曲形混凝土预制件，用钢缆拉紧拼成的， 外表覆盖着105万块白色或奶油色的瓷砖。
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。被应用于飞机的羽 翼以及人造卫星的机壁 还有益于 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 量采用蜂窝结构，卫星的外壳也几 乎全部是蜂窝结构。
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 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。
结构的分类

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
结 构
框架结构
壳形结构
一、实体结构
通常是指结构体本身是实心的结构。
实体结构
长
城
实体结构
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、框架结构
通常是指结构体本身由细长的构 件组成，支撑空间却不充满空间。
西方古代经典建筑——克里姆林宫
俄罗斯克里姆林宫这一世界闻名的建筑群，享有“世界第八奇景” 的美誉，始建于1156年，初为木墙，1367年改为石墙。十五世纪的砖 砌宫墙（周长2.5公里）保留至今。中央教堂广场上建有十五至十六世 纪圣母升天教堂、天使教堂、报喜教堂、伊凡大帝钟楼和多棱宫等。 1788年参议院大厦（今政府大厦）竣工。十九世纪四十年代建成克里 姆林宫大厦。宫墙四周有塔楼20座。宫内塔楼中最宏伟的有斯巴达克、 尼古拉、特罗伊茨克、保罗维茨、沃多夫兹沃德等塔楼，１９３７年， 在塔楼上装置五角红宝石星。
“结构”一词对我们来说并不陌生， 请同学们一想，在学习其他课程中， 有哪些课程提到过“结构”？
生物：人体结构、细胞结构 政治：社会结构 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 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。
斗拱
飞檐
经典结构的欣赏

中西经典结构欣赏
文化：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 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韵，丰富了建筑文 化。
故宫
技术：采用了 典型的木结构 建筑形式。木 结构建筑主要 采用榫铆连接。 屋顶的飞檐结 构扩大了采光 面，有利于排 泄雨水。
课堂要求
1、每节课必须带笔和鞋套，按照座位 表坐在指定位置 2、不许窜座，不能带与本课程无关的 东西 3、上课认真听讲，完成当堂学案，以 课堂表现和学案作为本学期平时成绩 10分 4、爱护公物（包括桌子，椅子，窗帘 等等），不许乱扔垃圾 5、每节课后，由各小组轮流打扫卫生
第一章 结构与设计
第一节 认识结构
桥长50.82米，跨径37.02 米，券高7.23米，是当今 世界上跨径最大、建造最 早的单孔敞肩型石拱桥。 因桥两端肩部各有二个小 孔，不是实的，故称敞肩 型，这是世界造桥史的一 个创造（没有小拱的称为 满肩或实肩型）。桥上有 很多的东西，类型众多， 丰富多彩。
饕餮,最贪吃,能吃能喝,常饰于鼎的盖子 上。因它能喝水,几乎在古代桥梁外侧正中都 能见到,防止大水将桥淹没。 赵州桥栏板上的饕餮(仿隋朝栏板）
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

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
它是世界上现存最早、保存最好的巨大石拱桥，距今已有1400多年历史，由著 名匠师李春建造。
案例
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。
蜂巢
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。
斗拱是中国木构架 建筑特有的结构构件， 在结构上挑出承重，并 将屋顶的大面积荷载经 斗拱传递到柱上。它有 一定的装饰作用，又是 屋顶和屋身的过渡。此 外，它还是封建社会森 严的等级制度的象征和 重要的建筑尺度衡量标 准。斗拱一般使用在高 级的官式建筑中，称为 大式建筑。因为斗拱的 重要性，历代建筑对它 十分重视，使它成为判 断建筑时代的重要标志 之一。
思考:哪些事物的发明来源于自然
界中的结构？
尼龙搭扣与 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 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 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——乔治发明的尼龙搭扣。
作用在结构或构件上的力有哪些？
拉力：物体所承受的拉拽力。
压力：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
框架结构
埃 菲 尔 铁 塔
框架结构
建筑框架
建筑用脚手架
框架结构
书桌椅
书柜
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
壳形结构通常是指层状的结构。
灯 泡
壳形结构
中国国家大剧院
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。
现代经典建筑——国家大剧院
国家大剧院建筑屋面呈半椭圆形，由具有柔和的色调和光泽的钛金 属覆盖，前后两侧有两个类似三角形的玻璃幕墙切面，整个建筑漂浮于 人造水面之上，行人需从一条80米长的水下通道进入演出大厅。大剧院 造型新颖、前卫，构思独特，是传统与现代、浪漫与现实的结合。国家 大剧院庞大的椭圆外形在长安街上显得像个“天外来客”，与周遭环境 的冲突让它显得十分抢眼。这座“城市中的剧院、剧院中的城市”计划 以一颗献给新世纪的超越想象的“湖中明珠”的奇异姿态出现。