结构与设计
高中通用技术高考会考复习资料：专题五：结构和设计
兴仁市凤凰中学2021届技术与设计二复习资料通用技术科设计人：马勇审查人：侯超专题五：结构与设计考点梳理考点一：常见结构的认识一、结构1、含义：结构是指事物的各个组成部分之间的。
2、从力学的角度，结构是指可承受一定力的：，它可以抵抗能引起和改变的力。
3、构件：一个复杂的结构有许多不同的组成，这些组成的通常称为构件。
二、构件的基本受力形式：1根据构件和的形式，可以将构件分为受拉力，受压力，受，受，受，这五种基本形式。
2.在分析结构受力时，首先要清楚组成结构的构件受哪些力的作用，在这些立的作用下，构件是否安全、可靠的工作，也就是对构件进行的分析。
三、结构的基本类型1、实体结构（1）定义：结构本身是的结构。
如实心墙，大坝等。
（2）受力特点：外力分布在中。
2、框架结构（1）定义：通常是指结构体由组成的结构，如铁架台，建筑用的脚支架，桥梁的框架等。
（2）受力特点：既能承受荷载，也能承受荷载。
2、壳体结构（1）定义：结构通常指的结构，如安全帽头盔，飞机的外壳，贝壳等。
（2）受力特点：外力作用在结构体的上。
考点二：稳固结构的探析一、结构的稳定性1、含义：结构在荷载的作用下维持原有的能力。
2、影响结构稳定性的因素：（1）重心位置的高低：，结构越稳定。
注：对于一个静止状态的结构而言，结构重心的位置高低影响结构稳定性的结论成立是有条件的，条件是：结构重心所在点的垂线是否落在结构底面的范围内，落在底面范围内就是稳定的，反之就会不稳定。
（一般没有注明就默认结构重心所在点的垂线是否落在结构底面的范围内）。
（2）结构与地面接触所形成的支撑面大小：，结构越稳定。
（注意支撑面和接触面的区别）（3）结构的形状:三角形及桁架结构。
二、结构的强度1、含义：结构具有抵抗被的能力。
2、内力与外力（1）内力：当构件受到外力作用时，内部各质点之间的相互作用发生改变，产生一种抵抗外力和形变的力称之为内力。
（2）应力：构件单位横截面积上所产生的内力，成为应力。
房屋建筑学-建筑设计与建筑结构的关系
建筑设计与建筑结构的协同发展
01
跨学科合作
建筑设计需要与结构工程、土木工程等相关学科进行跨学科合作，共同
完成建筑作品。
02 03
创新发展
随着科技的不断进步，建筑设计与建筑结构也在不断创新发展，如新型 材料、结构体系和施工技术的运用，推动了建筑设计的创新和建筑结构 的进步。
绿色建筑
绿色建筑理念强调建筑设计中的节能、环保和可持续发展，同时也对建 筑结构提出了更高的要求，如采用自然能源、优化建材等，促进了建筑 设计与建筑结构的协同发展。
建筑设计及建筑结构是相互关联、相互影响的两个方面。建 筑设计需要考虑建筑结构的可行性和合理性，而建筑结构也 需要适应建筑设计的需要，满足其功能和形式的要求。
在房屋建筑学中，处理好建筑设计与建筑结构的关系是至关 重要的。一个优秀的建筑设计需要有一个合理的建筑结构来 支撑和实现，而一个优秀的建筑结构也需要有一个出色的建 筑设计来体现其价值和美感。
建筑结构对建筑设计的影响
结构限制
建筑结构的安全性和稳定性对建 筑设计产生限制，设计师需在满 足结构安全的前提下进行创作。
技术可行性
建筑结构的可行性直接影响到建筑 设计的实现，设计师需与结构工程 师共同探讨，确保设计方案的技术 可行性。
经济成本
建筑结构的成本对建筑设计具有直 接影响，设计师需在控制成本的前 提下进行设计，实现经济合理的设 计方案。
房屋建筑学-建筑设计与建筑 结构的关系
目录
• 建筑设计与建筑结构的基本概念 • 建筑设计与建筑结构的相互作用 • 实际案例分析 • 未来展望
01
建筑设计与建筑结构的基本 概念
建筑设计的基本概念
建筑设计是指根据建筑物的使用功能、技术条件和环境因素，运用一定的物质和 技术手段，创造出满足人们物质和文化生活需要的理想生活空间的过程。
结构与设计(复习)
一、结构的定义
1、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。
世界上任何事物都存在结构，包括 自然界、技术领域和社会领域等各
层面
1 下列结构不是受自然界事物结构启发而产生的是（
）
A 北京奥运会“鸟巢”
B 导弹跟踪系统
C 防毒面具
D 手表
2 以下哪种产品的结构是受到自然界事物结构的启发而产生的 （）
σ =F/s, 其中 ,F 是内力 ,S 是受力面积 , σ是应力。
练一练
如图为定滑轮示意图，线的粗 细关系 L1=2L2=2L3， 下列说法正确的是
A、L1,L2,L3所受的内力相同
B、L2所受的应力最大
C、L1,L2的内力相同
D、L1,L3所受的应力相同
常见的五种受力形式
拉 力 物体所承受的拉拽力
金
刚
石
及
其
内
部
石墨的结构
结
构
2.1 结构的形状
相同材料，相同截面积，不同截 面形状的构件强度不同。
2.2、强度与材料
VS
纸杯
钢杯
结构的强度与材料有关
截面粗细不同的两根实心直杆件，在相同的 拉力作用下，遭受破坏的程度不一样，粗截 面的杆件先被破坏，其根本的原因与（ ）
A. 外力无关 B. 内力无关 C. 应力有关 D. 材料有关
想一想：
比
萨
斜
塔
为
什
么
不
倒
塌
？
结构稳定
重力所在点的垂线落 在支撑面内
想一想：
单脚支 撑的自行 车放稳的 原因分析
结论
影响结构稳定性的因素：
重心位置 结构形状 支撑面积
结构设计原理与实践方法详解
结构设计原理与实践方法详解结构设计是建筑领域中至关重要的一环，它决定了建筑物的稳定性、安全性以及美观性。
本文将详细解析结构设计的原理和实践方法，帮助读者更好地理解和应用于实际工程中。
一、结构设计原理1. 荷载分析原理在进行结构设计之前，首先需要进行荷载分析。
荷载分析是指对建筑物所承受的各种荷载进行计算和评估，包括静态荷载、动态荷载、温度荷载等。
通过荷载分析，可以确定结构所需的强度和刚度，为后续的设计提供依据。
2. 结构力学原理结构力学是结构设计的基础，它研究结构在受力作用下的力学性能和变形规律。
常用的结构力学原理包括受力分析、应力分析、变形分析等。
通过结构力学的研究，可以确保结构在承受荷载时不会发生破坏或过度变形。
3. 材料力学原理材料力学是研究材料在受力作用下的力学性能和变形规律的学科。
在结构设计中，常用的材料力学原理包括弹性力学、塑性力学、破坏力学等。
通过对材料力学的研究，可以选择合适的材料，并确定其在结构中的应用方式和限制条件。
4. 结构稳定性原理结构稳定性是指结构在受力作用下不会发生失稳或破坏的能力。
结构稳定性原理包括平衡条件、刚度条件、屈曲条件等。
在结构设计中，需要考虑结构的整体稳定性以及各个构件的稳定性，确保结构在使用寿命内保持稳定。
二、结构设计实践方法1. 结构形式选择结构形式选择是结构设计的第一步，它决定了整个结构的布局和形态。
在选择结构形式时，需要考虑建筑物的功能需求、场地条件、材料可用性等因素。
常见的结构形式包括框架结构、悬挑结构、拱形结构等。
2. 结构布局设计结构布局设计是指将结构形式具体化，确定结构的各个构件的位置和相互关系。
在进行结构布局设计时，需要考虑结构的荷载传递路径、刚度分布、变形控制等因素。
合理的结构布局设计可以提高结构的整体性能。
3. 结构材料选择结构材料选择是指根据结构设计要求选择合适的材料。
常见的结构材料包括钢材、混凝土、木材等。
在进行结构材料选择时，需要考虑材料的强度、刚度、耐久性等性能指标，以及成本和可持续性等因素。
结构与设计
但是拱桥造型多样，还需从下述角度 考虑较优的拱桥形式： 1、横向稳定性好；防止整体失稳和局部失稳 2、矢跨比合理；1/5~1/8 3、共轴接近悬链线； 4、承载能力用料比高； 5、造型具有一定的新意。
•承载能力大，受压上弦杆较多，杆件不易失稳 •受力合理，明确简洁； •横向稳定性好； •矢跨比合理； •注意造型的美观及脚节点的牢固性。
四、三铰拱计算公式的建立
1、支座反力计算
a1 b1
a2
y A P1
b2
φK
K
C
P2
M B 0 M A 0
B
HA
xK
yK
f x
1 V A (P1b1 P2 b2 ) l V 1 (P a P a ) 2 2 B l 1 1
（4-1）
桁架稳定性（Stability
of Trusses ）
例如学生作品
i
I 0.289 b 0.289 * 2.5 0.7225 A
l 120 * 0.7225 86.7
h 400 / 6 66.7
结构的形状
• 三角形是框架结构中最基本的形状之一， 它结实、稳定，所有材料最少。 • 钻石有令人难以置信的强度，就是因为它 的分子结构为四面体，每个四面体都有四 个角、四个面和六条边，每一个面都是三 角形 。 • 恐龙，身长约20m，身高4—8m，体重达 30—40t。这么一个庞然大物要走动觅食， 生存下去，四肢必须承受相当大的负荷。 专家们发现，恐龙巨大的身躯、长颈和粗 长尾巴的重心在腰部，整个身体的上部犹 如一座拱桥。
• 实际结构中由于结点并非是理想铰，同时还将 产生弯矩、剪力，但这两种内力相对于轴力的 影响是很小的，故称为次内力（secondary internal forces）。 次内力的影响举例
建筑设计与结构的三种关系
建筑设计与结构的三种关系建筑设计与结构是紧密相关的两个概念，它们之间的关系是相互依存、相互作用的。
建筑设计旨在满足人们的空间需求和功能要求，而结构则是支撑和保持建筑物稳定的框架。
下面将从不同的角度探讨建筑设计与结构之间的三种关系。
1.功能性关系：建筑设计的目标是满足人们的使用需求和功能要求，创造一个适宜居住、办公、学习、娱乐等活动的空间。
这就要求建筑设计师在设计过程中要考虑到建筑物的结构形式和组织布局。
建筑结构系统的设计应该能够实现建筑物的功能需求，并使其具备足够的稳定性和安全性。
例如，在设计办公楼时，设计师需要考虑到建筑物内部的空间分配、交通流线、照明、通风等方面的功能需求，而结构工程师需要设计出相应的结构系统，如梁柱、楼板、桁架等，以支撑和保持建筑物的稳定性。
2.相互引导关系：建筑设计和结构设计在整个设计过程中相互引导和影响。
在建筑设计初期，建筑师通常根据建筑物的功能、风格、氛围等设计特点，确定建筑物的整体布局和形态。
而这些设计要求会直接或间接地制约结构的设计。
例如，在设计一座豪华酒店时，建筑师可能会提出更大的开间、更高的层高以及大门延伸的区域等要求，这些对结构的设计师将导致更大的荷载和风压荷载要求。
在设计过程中，建筑师和结构工程师需要紧密合作，相互交流，确保建筑设计和结构设计的协调一致。
结构设计师需要根据建筑设计师的要求，确定最佳的结构类型和方案，以实现建筑设计的目标。
3.创造性关系：建筑设计与结构设计之间还存在着一种创造性的关系。
建筑设计师通过其对空间环境、人文环境和自然环境的深入理解，能够创造出独特的建筑形象和结构构造。
建筑师为了实现特定的设计理念和表达方式，可能会提出一些极具创造性的设计要求，这就需要结构工程师在结构设计中能够提供有创造性的解决方案。
例如，建筑师可能会提出设计一个悬浮在地面上的建筑物，这就需要结构工程师设计出合适的支撑系统和各种耐力构件，以实现建筑师的创造性设计要求。
结构分析与设计
结构分析与设计在现代建筑设计中，结构分析与设计是十分重要的环节。
一座建筑的结构设计直接关系到其安全性、美观性和功能性，因此，合理而精确的结构分析与设计是建筑师必须掌握的技能。
本文将介绍结构分析与设计的基本概念、方法和流程。
一、结构分析与设计的基本概念结构分析与设计是指对建筑物或其他工程结构进行力学计算和结构设计的过程。
它基于物理力学原理，通过数学模型和工程经验，确定结构的受力状态、形态和尺寸等参数，以满足规定的安全性能、结构刚度和变形要求。
结构分析与设计不仅仅关注结构的力学性能，还考虑了施工、材料和经济等方面的因素。
二、结构分析与设计的方法结构分析与设计的方法主要包括以下几个步骤：1. 建立数学模型：首先，根据建筑的几何形态和材料特性，建立结构的数学模型。
模型的选择应该符合实际情况，并能够简化计算过程。
2. 施加荷载：在数学模型的基础上，施加各种荷载，包括自重、活荷载、风荷载等。
荷载的大小和方向需要根据设计标准和实际情况确定。
3. 进行力学分析：根据建立的数学模型和施加的荷载，进行力学分析。
力学分析可以采用解析法、数值法或实验法等不同的方法。
通过力学分析，可以得到结构的受力状态、内力分布和变形情况等。
4. 设计结构尺寸：在力学分析的基础上，根据结构的受力情况和安全要求，确定结构的尺寸。
尺寸的设计应该保证结构的强度和刚度，并考虑到施工、材料和经济等因素。
5. 进行验算：设计完成后，对结构进行验算。
验算是通过检查结构的受力状况和尺寸是否满足设计要求，以及是否满足相关的建筑标准和规范。
三、结构分析与设计的流程结构分析与设计的流程可以分为以下几个阶段：1. 初步设计阶段：在这个阶段，建筑师根据建筑的功能和外观要求，对结构的类型和布局进行初步设计。
初步设计还包括计算结构的总体尺寸和质量估算等工作。
2. 结构分析阶段：在这个阶段，建筑师将初步设计的结构模型转化为数学模型，并施加荷载进行力学分析。
通过分析，可以得到结构的受力状态和变形情况。
关于结构与设计
一、常见构件、结构受力的形式有哪些？ 常见构件、结构受力的形式有哪些？
拉力对物体产生 拉力 的变形称拉伸 。 拉伸 压力对物体产生 压力 的变形称压缩 。 压缩
弯曲力作用于 弯曲力 物体，使它产 生弯曲 弯曲变形 。 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ曲
弯矩
剪切力是两个距 剪切力 离很近 ，大小相 等，方向相反,且 作用于同一物体 上的平行力。
扭力是指反方向 扭力 向物体两端均匀 施力，对物体产 生扭转 扭转形变。 扭转
二、在结构与设计中所探讨的力与物理学科中 的力有什么区别？ 的力有什么区别？ 在结构与设计中所探讨的力都与受力物体的变 形关联，而物理学科中却并非如此。 形关联，而物理学科中却并非如此。 在结构与设计中的学习内容、方法和目的都与 在结构与设计中的学习内容、 物理学科不同， 物理学科不同，即： 物理学科：分析物体受到的外力的作用后，物 物理学科：分析物体受到的外力的作用后， 体的外部形状和运动状态的改变及其所遵循的规律。 体的外部形状和运动状态的改变及其所遵循的规律。 技术学科：分析物体受到外力作用后， 技术学科：分析物体受到外力作用后，对物体 内部结构的影响并探求其规律。 内部结构的影响并探求其规律。
三、关于风动石
稳定指的不是状态绝对不变， 稳定指的不是状态绝对不变，而是受扰后 允许状态有所波动，但当扰动消失后， 允许状态有所波动，但当扰动消失后，能重新 回到原来的平衡状态 。
建筑工程中的结构优化与设计
建筑工程中的结构优化与设计在建筑工程中，结构设计起着至关重要的作用。
一个优秀的结构设计既要满足建筑物的实用功能和安全性要求，又要兼顾美观和经济性。
本文将探讨建筑工程中的结构优化与设计，分析其中的重要因素和方法。
一、结构优化的重要性结构优化在建筑工程中具有十分重要的意义。
一个优化的结构设计可以最大程度地减少材料的使用量，降低建筑成本，提高建筑物的承载能力和抗震性能。
而且，优化结构设计还可以提高建筑物的美观度和舒适性，实现建筑与环境的和谐统一。
二、结构优化的关键因素1. 功能需求：结构设计首先要满足建筑物的功能需求，根据建筑物的用途确定结构类型和承载能力等参数。
例如，在住宅建筑中，结构设计要考虑到房间布局、楼层高度和使用要求等因素。
2. 施工可行性：结构设计不能忽视施工可行性，要考虑到材料的可供性和施工工艺的可操作性。
设计师应根据具体情况选择适合的结构构件和连接方式，确保施工的顺利进行。
3. 抗震性能：对于地震易发区的建筑工程而言，抗震性能是一个至关重要的考虑因素。
结构设计师要根据地震区域的地质特点和地震烈度等级确定合适的结构方案，提供足够的抗震能力。
4. 美观度：结构设计不仅要考虑到功能和安全性，还要兼顾建筑物的美观度。
设计师可以运用各种结构形式和材料，创造出独特的建筑造型，实现结构与艺术的完美结合。
三、结构设计的优化方法1. 结构拓扑优化：结构拓扑优化是通过改变结构的形状和连接方式，使结构达到最佳的性能和材料利用率。
这可以通过计算机辅助设计软件进行模拟和分析，得出最优的结构形态和布局。
2. 材料优化：材料的选择和使用是结构设计中的另一个重要方面。
合理选择材料的类型和规格，可以减少结构的自重和成本，提高其力学性能和耐久性。
3. 结构参数优化：结构参数的优化是指通过调整结构的尺寸、形态和承载能力等参数，达到结构设计的最佳效果。
这可以通过各种结构力学理论和计算方法进行分析和优化，得出最佳的结构设计方案。
第一章结构与设计
结构与设计知识点1、结构是指物体的各个组成部分之间的有序搭配和排列；确定的搭配和排列决定了物体的性质和形态；结构的各个组成部分，通常称为构件；结构的本质是为了承受力和抵抗变形。
2、从力学的架构与形态考虑，结构可以分为如下三类：1）实心结构指结构体本身是实心的结构，外力分布在整个体积，能承受较大的力，几何外形简单，如：实心墙、大坝2）框架结构结构体由细长的杆件组成的结构，支撑空间而不充满空间，几何外形较为复杂，能承受垂直和水平荷载，如：脚手架、门窗、棚架3）壳体结构壳体内空，受力合理，形态稳定。
如：贝壳、头盔、水杯、文具盒3、结构的受力1）力的基本形式2）[案例分析] 单杠结构的受力分析杠体：弯曲力立柱：压力、弯曲力、拉力斜拉杆：拉力3）内力和应力内力：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, 产生一种抵抗的力应力：构件的单位横截面上产生的内力，应力达到某一极限值时, 结构就会遭到破坏。
用公式表示应力为σ =F/s,其中,F ——内力,S ——受力面积, σ——应力[例]拿出一根细线，拉断VS对折几次后拉断。
提问：哪一种需要的力更大一些？[结论] 细线本身会产生一种抵抗的力，成为内力；当把它对折后，横截面积改变，对应的应力也将变化。
4、结构的稳定性和强度1）稳定指的不是状态绝对不变，而是指受扰后，能允许状态有所波动，但当扰动消失后，能重新回到原平衡状态的能力。
2）影响结构稳定性的因素：重心位置的高低支撑面的大小结构的形状3）结构的强度是指结构抵抗变形的能力4）影响结构强度的因素：结构的形状使用的材料构件之间的连接方式5、结构设计应考虑的主要因素●稳定性和强度要求●安全因素,●公众和使用者的审美需求,●使用者的个性化需要,●对设计对象的成本控制要求●一定的使用寿命……6、对“赵州桥”的欣赏和评价赵州桥结构：拱肩加拱的敞肩结构。
受力：敞肩拱、拱圈、拱角文化价值：古代桥梁建筑的典范。
结构与设计常见结构的认识
结构与设计常见结构的认识第⼀单元《结构与设计》第⼀节---常见结构的认识第⼀单元结构与设计第⼀节常见结构的认识⼀、教学内容分析：本课时是《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。
⼆、教学对象分析：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。
三、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。
2.过程与⽅法：阅读理解、案例分析、交流讨论、多媒体展⽰、师⽣互动。
3.情感态度价值观：能认识到⼒对结构会产⽣重要影响，合理的受⼒是结构存在的重要条件。
四、教学重难点：1.教学重点：掌握结构与⼒。
2.教学难点：理解应⼒与内⼒的概念，学会从技术的⾓度分析事物的受⼒。
五、教学概述：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。
数据结构与数据库设计之间的联系与区别
数据结构与数据库设计之间的联系与区别数据结构和数据库设计是计算机科学中两个重要的概念，它们在软件开发中起着至关重要的作用。
数据结构是指数据元素之间的关系，以及对这些关系进行操作的方法。
而数据库设计则是指如何组织和管理数据，以便有效地存储、检索和操作数据。
在实际应用中，数据结构和数据库设计密切相关，但又有着明显的区别。
本文将从联系和区别两个方面来探讨数据结构与数据库设计之间的关系。
联系：1. 数据存储：数据结构和数据库设计都涉及到数据的存储。
数据结构主要关注数据元素之间的逻辑关系，如数组、链表、栈、队列等数据结构都是用来存储和组织数据的方式。
而数据库设计则是将数据存储在数据库中，通过表、字段、索引等方式来组织和管理数据。
2. 数据操作：数据结构和数据库设计都需要对数据进行操作。
数据结构中的各种算法和操作主要用来对数据进行增删改查等操作，以及对数据进行排序、查找等处理。
数据库设计中的SQL语言和存储过程等技术则用来对数据库中的数据进行操作，如插入、更新、删除、查询等操作。
3. 数据关系：数据结构和数据库设计都涉及到数据之间的关系。
数据结构中的各种数据结构之间可以有不同的关系，如线性结构、树形结构、图形结构等。
数据库设计中的表与表之间可以通过外键建立关联关系，以实现数据之间的联系和约束。
区别：1. 抽象程度不同：数据结构更偏向于算法和数据的逻辑结构，是对数据的抽象和逻辑关系的描述。
而数据库设计更侧重于实际的数据存储和管理，是对数据的物理存储和操作的设计。
2. 应用范围不同：数据结构是程序设计的基础，几乎所有的软件开发都需要用到数据结构来组织和处理数据。
而数据库设计更多地应用于大型系统和企业级应用中，用来管理大量的数据和实现数据的持久化存储。
3. 研究内容不同：数据结构主要研究数据的逻辑结构和算法，如树、图、排序算法等。
数据库设计则主要研究数据的物理存储和管理，如数据库范式、索引、事务等。
综上所述，数据结构和数据库设计在数据存储、数据操作和数据关系等方面有着密切的联系，但在抽象程度、应用范围和研究内容等方面又有着明显的区别。
结构与设计教学设计
结构与设计教学设计结构与设计教学建议一、教学目标1、了解结构的涵义，能从力学的角度理解结构的概念和一般分类。
2、能结合1～2种简单的结构案例，分析结构是如何承受应力的。
3、能通过技术试验分析影响结构的强度和稳定性的因素，并写出试验报告。
4、能确定一个简单对象进行结构设计，并绘制设计图纸，做出模型或原型。
5、能从技术和文化的角度欣赏并评价典型结构设计的案例。
二、设计思路全书四个单元在内容上即相对独立又有一定的内在联系。
本单元研究的对象是“结构”，相对于后三单元的“流程”“系统”“控制”而言，内容较直观、容易理解，故作为全书的开篇。
“结构”“设计”共同构成了本单元的两个核心概念。
本单元内容的设计遵循课程设计的基本学习原则，在学生建立了结构的感性认识的基础上，学习结构的概念、分析结构的稳定性和强度，在问题的解决中学习结构设计。
学习进程由具体到抽象再到应用。
依据教学目标，本单元沿着这样的线索展开：1、常见结构的认识从认识普通意义的结构开始，通过学生熟悉的事例，展开技术视野中的力与结构、结构的基本分类的讨论，通过有趣的小试验，强化对不同类型结构的应用的理解。
2、稳固结构的探析通过简单易行的试验，使学生理解、分析稳定性和强度这两个结构的重要参数，为后续进行的结构设计奠定良好的铺垫。
3、简单结构的设计在明晰结构设计应关注的主要因素的前提下，通过简易相片架结构设计的若干种设计方案的呈现，传递给学生的信息，一是如何进行结构设计，二是技术设计的解决方案是不唯一的，解决技术问题的答案也不是非此即彼的。
4、经典结构的欣赏通过引导学生对具有典型人文意义的结构赏析，拓展学生对结构设计的文化特性的理解和评价，培养他们高尚的技术文化位品。
三、教学准备1、相关学科知识本单元内容要求学生具有初中物理学科的基本力学知识。
2、教学器材和材料本单元需要的教学设备和器材主要有，演示用的实物如自行车、可改变重心位置的装置等，试验用硬纸板、生鸡蛋、瓶盖、木板、重物等。
建筑设计与结构设计的协调统一
建筑设计与结构设计的协调统一
建筑设计与结构设计是建筑工程中至关重要的两个方面，它们是相辅相成、相互依存
的关系，两者的协调统一直接关系到建筑工程的质量和安全。
建筑设计是指按照建筑功能
和美学要求，利用建筑材料和施工工艺，形成具有一定规模和空间结构的建筑物的过程。
而结构设计是指根据建筑设计的要求，通过计算和分析，确定建筑的承重体系和结构形式，以满足建筑物的力学性能和稳定性。
建筑设计与结构设计的协调统一无疑是建筑工程中的
重中之重。
建筑设计与结构设计的协调统一有助于提高建筑的整体艺术性。
建筑设计是以人为本，注重实用性和审美性的设计，而结构设计是以力学性能和稳定性为首要考虑的设计。
当建
筑设计与结构设计没有协调统一时，可能会出现建筑外形与结构不相匹配的情况，从而影
响建筑的整体艺术性。
如果建筑设计师希望设计一个大跨度的空间，而结构设计师设计的
结构承载能力不足，那么就会出现结构太多、造价过高或难以实现的情况，这样会使建筑
整体美感受到影响。
建筑设计与结构设计的协调统一非常重要，只有在协调统一的基础上，建筑才能充分展现出艺术性。
建筑设计与结构设计的协调统一是建筑工程中的重中之重，它不仅有助于提高建筑的
整体艺术性，还有助于提高建筑的安全性和经济性。
在实际的建筑工程中，建筑设计师与
结构设计师需要密切合作，进行充分的沟通和协商，确保建筑设计与结构设计达到协调统一，从而使建筑工程得到最大程度的优化和完善。
只有建筑设计与结构设计的协调统一，
才能够确保建筑工程的质量和安全，满足人们对于美好生活的向往和追求。
建筑设计与结构的三种关系
建筑设计与结构的三种关系建筑设计与结构是紧密相关的，二者之间存在着密切的关系。
在建筑设计中，结构起着承载和支撑的作用，而结构的设计又会对建筑的形式和功能产生影响。
本文将从三个方面探讨建筑设计与结构的关系。
一、建筑设计对结构的影响建筑设计是建筑的外部形态和功能布局的创作过程，在这个过程中，设计师需要考虑到建筑的功能需求、美学要求以及使用者的舒适性等因素。
这些因素会直接影响到结构的设计。
建筑的功能需求会决定结构的类型和布局。
例如，大跨度的建筑需要采用悬挑结构或者桁架结构来实现，而多层的建筑则需要合理的柱网结构来支撑。
因此，在建筑设计初期，设计师就需要根据建筑的功能需求来确定最适合的结构类型。
建筑的美学要求也会对结构的设计产生影响。
建筑设计需要考虑到建筑的整体形态、立面效果以及与周围环境的协调性等方面。
这些美学要求会对结构的形式和材料选择提出要求。
例如，设计师可能会选择使用曲线形的结构来营造流线型的外观效果，或者选择使用玻璃幕墙来达到透明和轻盈的效果。
使用者的舒适性也是建筑设计需要考虑的重要因素。
建筑设计需要满足使用者对室内空间的需求，如采光、通风、隔音等。
这些要求会对结构的设计提出相应的要求。
例如，设计师需要合理设置窗户和通风口，以保证室内空气的流通和采光效果。
二、结构对建筑设计的限制与建筑设计对结构的影响相反，结构的设计也会对建筑的设计产生限制。
结构的选型和布局需要考虑到建筑的形态和功能需求，并提供足够的支撑和承载能力。
结构的选型和布局会对建筑的形态产生限制。
不同的结构类型有不同的形态特点，如悬挑结构能够实现大跨度的建筑，但会对建筑的高度和形状提出限制；柱网结构能够实现多层建筑，但会对室内空间的布局产生限制。
因此，在结构设计阶段，设计师需要考虑到结构的形态限制，以及如何与建筑的形态要求相协调。
结构的承载能力会对建筑的功能需求产生限制。
建筑的功能需求需要结构提供足够的支撑和承载能力。
例如，大型体育馆需要能够承受大量观众和设备的重量，因此需要采用足够强大的结构来保证安全。
通用技术：《结构与设计》教案
第一单元结构与设计一、常见结构的认识1、结构的概念：结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列,结构多种多样且决定着事物存在的性质及功能（结构的五种受力形式:拉力、压力、剪切力、弯曲力、扭转力）。
自然界形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启示（例苍耳子、飞机、导弹跟踪系统等）.2、结构的分类：根据物体的结构形态,通常将结构分为实体结构、框架结构、壳体结构三种基本类型.实体结构是指结构体本身是实心的结构。
它的受力特点是：外力分布在整个体积中。
如实心墙、大坝等；框架结构是指结构体由细长的构件组成的结构。
其特点:支撑空间而不充满空间.。
如铁架塔、建筑用脚手架，厂房的框架等；壳体结构是指层状的结构.它的受力特点是：外力分散作用在结构体的表面上,如摩托车手的头盔、飞机的外壳、贝壳等。
生活中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，称为组合结构。
如埃菲尔铁塔等。
二、稳固结构的探析1、承受应力：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。
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。
应力是构件的单位横截面上所产生的内力，当应力达到某一极限(容许应力)时，结构就会遭到破坏。
用公式表示为Ơ=F/S，其中F是内力,S是受力面积，Ơ是应力.构件的受力形式多种多样，基本受力形式有拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力，很多情况下，构件可能同时受到几种不同形式的力的作用.（结构的受力分析）2、结构的稳定性：结构的稳定性是结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。
它是结构的重要性质之一。
影响结构稳定性的因素有多种，主要有①重心位置的高低、②结构与地面接触所形成的支撑面积的大小③结构的形状、材料等。
对于一个结构而言,如果重心所在点的垂线落在结构底面的范围内，就是稳定的，不会出现倾倒。
3、结构的强度：结构的强度是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力.结构的强度与①结构的形状、②使用的材料、③构件之间的连接方式等因素有密切的关系.三角形是框架中最基本的形状之一，它结实、稳定，所用材料最少。
装配式建筑施工中的建筑结构分析与设计方法
装配式建筑施工中的建筑结构分析与设计方法装配式建筑（Prefabricated Building）是指将建筑构件在工厂或生产基地进行预制加工，然后运输至现场进行模块化拼装的一种建筑方法。
相比传统施工方式，装配式建筑具有施工效率高、质量可控、环保节能等优势。
在实际的施工过程中，对于装配式建筑的结构分析与设计方法极为重要。
本文将就此问题展开讨论。
一、结构分析在装配式建筑施工中，结构分析是一个关键环节，它主要包括静力学计算、稳定性计算和振动分析等。
下面我们将针对每个方面进行详细阐述。
1. 静力学计算静力学计算是对于装配式建筑结构承受荷载的情况进行评估与验证。
即使在预制阶段，也应该考虑临时承载荷载和自身重量等因素。
根据不同的荷载特点，可以采用有限元分析等方法来求解结构响应，并通过计算得到弯矩、剪力以及轴向力等内力。
2. 稳定性计算稳定性计算主要用于评估装配式建筑结构在受外力作用下的稳定性能。
实际上，装配式建筑由于结构轻量化和模块化设计的特点，在面对水平风载、地震力等情况时更容易出现不稳定的现象。
因此，在设计中要充分考虑这些因素，并采取相应的加固措施。
3. 振动分析振动分析主要是通过对结构的自振频率和振动模态进行计算，来评估装配式建筑在受振动外力作用下的动力响应。
在实际工程中，通常需要对结构进行谐振频率计算以及阻尼比等相关参数确定，以保证结构在各种条件下具有良好的抗震性能。
二、结构设计方法基于以上对装配式建筑结构分析的讨论，我们将进一步探讨一些常见的结构设计方法。
1. 三维建模与数字化仿真采用三维建模技术可以将结构设计过程可视化，并借助数字仿真软件对装配式建筑进行静态、稳定性和动态响应等多方面性能评估。
这样可以提前发现潜在问题，并及时加以解决，提高整体施工效率。
2. 结构优化结构优化是通过对装配式建筑结构进行分析，寻找最佳的结构形式和参数配置，以实现材料的最佳利用、结构的高效承载和整体性能的提升。
通常可以采用遗传算法、粒子群算法等优化方法辅助设计。
(完整版)通用技术-结构与设计
有效保护人的头部，是因为
（ C）
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、合格的头盔视野清晰，可以帮助车主避免交通事故的发生
11、材质相同，截面粗细不同的两个杆件，在相同的拉力 作用下，遭受破坏的程度不一样，细截面的杆件先被破坏， 原因是（ ）D
辐条与钢圈之间属于__刚____连接
2020/2/28
在自行车各部件之间的连接中
三角架属于__刚___连接；
2020/2/28
问题：我们来看一下A形铝梯各构件之间采用的 连接方式是什么？为什么采用这样的连接方式。
答：A形梯两侧立边与横 档之间采用焊接的方式。 这样就使构件在连接处既 不能相对移动，又不能相 对转动，即可以传递力， 也可以传递力矩。
焊接：利用连接件之间的金属分子在高温下互相渗 透而结合成整体的一种金属结构构件连接方法。
（一）铰连接：被连接的构件在连接处不能相
对移动，可以相对转动。
在自行车各部件之间的连接中
刚 辐条与钢圈之间属于______连接
铰 刹车连杆之间属于_____连接
刚 三角架属于_____连接
在自行车各部件之间的连接中
总之：这样做的好处是保证结构和构件 的形状稳定，还能增强结构的强度，使他 足以支持自身质量及荷载。
A形梯的两面铰结点处采 用螺栓接的方式，这样做 就使构件在被连接处不能 相对移动，但可以相对转 动，即可以传递力，但不 能传递力矩。
小结
一、结构强度的概念：结构具有的抵抗被外力破坏的能力。 二、影响结构强度的因素
结构与设计教案
结构与设计教案教案标题：结构与设计教案教案目标：1. 理解结构与设计的基本概念和原则；2. 掌握结构与设计在不同学科和领域中的应用；3. 培养学生的创造力和批判性思维能力。
教学目标：1. 通过教学活动，学生将能够定义结构与设计的含义；2. 学生将能够分析和评价不同结构与设计的优缺点；3. 学生将能够应用结构与设计原则，设计和构建自己的项目。
教学重点：1. 结构与设计的定义和原则；2. 结构与设计在不同学科和领域中的应用；3. 学生的创造力和批判性思维能力的培养。
教学准备：1. 教师准备：教师需要准备相关的教学资源和案例，以说明结构与设计的概念和应用；2. 学生准备：学生需要准备纸和笔，以及可能需要的绘图和设计工具。
教学过程：引入活动：1. 向学生介绍结构与设计的概念，并引发学生对此主题的兴趣；2. 提出一个实际的例子，例如建筑物的结构设计，引导学生思考结构与设计的重要性。
知识讲解：1. 讲解结构与设计的定义和基本原则，例如平衡、对称、比例等；2. 通过案例分析，展示不同领域中结构与设计的应用，例如建筑、工程、艺术等。
讨论与分析：1. 分组讨论不同结构与设计案例的优缺点，并分享观点；2. 引导学生分析案例中应用的结构与设计原则，以及其对整体效果的影响。
实践活动：1. 给予学生一个具体的设计任务，例如设计一个简单的桥梁或建筑模型；2. 学生根据所学的结构与设计原则，进行设计和构建，并展示自己的作品。
总结与评价：1. 学生展示自己的设计作品，并进行互相评价和讨论；2. 教师对学生的表现进行总结和评价，强调结构与设计在学习和生活中的重要性。
教学延伸：1. 鼓励学生进一步探索不同领域中的结构与设计应用，例如城市规划、产品设计等；2. 提供更复杂的设计任务，以挑战学生的创造力和批判性思维能力。
教学资源：1. 结构与设计的案例和图片；2. 设计工具和材料；3. 相关学科和领域的书籍和资料。
评估方式：1. 学生的参与度和表现；2. 学生的设计作品和展示；3. 学生对案例分析和讨论的参与程度。
结构与设计课件
接触面是否等于支撑面？是不是 支撑面大就一定稳定？比萨斜塔 为何不倒？
重心的垂线落在支撑面内！
3、 结构的形状
三脚架
金字塔
稳定的结构形状： 三角形！！！
思考：
3、是不是结构强度越大越稳定，结构的强度 和结构的稳定性有什么不同？
不稳定的应用
伸缩门
伸缩衣架
总结：
结构的强度是结构受力时抵抗破坏的能力。 与结构使用的材料、结构的形状及构件连接方式 有关。 结构的稳定性是结构受力时保持平衡状态的 能力。与结构的重心位置（高低、是否在支撑面 内）、支撑面大小、结构的形状有关。
这些知识你掌握了吗？
练习2
1、比较三人的稳定性，并说明理由。
甲
乙
丙
甲的稳定性最好。原因是支撑面大，重心低。
习题解析
习题解析
1、（09年淄博一模题）折叠床是方便、实用的家庭生活用品。如图是一款长 度为2米、宽度为0.8米的对折床（半块床板正面及背面图）。长期使用后，身 体中部所在的位置发生了变形下陷，纸质床面板损坏，床面形成明显的凹坑， 睡觉时极不舒服。 （1）从结构角度分析，折叠床设计存在的不足是（ ） ①床面板为较薄的纸板，承重不足； ②折叠床太高 ③床面中部承载较大处的横向钢管间距偏大； ④床脚形成的支撑面太小； ⑤床长度方向上设置的软铁条不能有效承力和传力。
二、结构的分类
实心结构、框架结构、壳体结构。（另有桁架结构、拱形结构、缆索结构）
判断下面结构的类型？
西安古城墙
国家体育场(鸟巢)
国家大剧院
三、结构的强度
概念：结构受力后，抵抗破坏（塑性变形和断裂）的能力 影响强度的因素：材料、形状、构件之间的连接方式
结构发生塑性变形
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如图所示的创意书架，两端的支承柱固定在墙上，弹性织带套在两支承柱上，中间用一块木板撑起：下列受力分析中正确的是
A.支承柱受拉、织带受拉、木板受扭转
B.支承柱受弯曲、织带受压、木板受弯曲
C.支承柱受压、织带受拉、木板受剪切
D.支承柱受弯曲、织带受拉、木板受压
如图所示是一款可折叠方桌，方桌在打开使用时，构件1、2 的受力方式是
A、构件1受拉，构件2受拉
B、构件1受压，构件2受压
C、构件1受拉，构件2受弯曲
D、构件1受压，构件2受弯曲
如图所示为中国古建筑常见结构，关于该结构的稳固特性，下列说法不正确的是（）
A、各柱子之间保持一定的距离，形成较大的支撑面，达
到较好的稳定性
B、柱子与梁之间采用榫接，主要是为了获得较大的稳定
性
C、梁柱均采用木料，主要是因为木
料具有较强的抗压和抗弯曲性能
D、该类建筑一般具有对称特点，
重心落在支撑面的中心，实现较
大的稳定性
如图所示是刘祥设计的折叠式木质小凳。
该设计方案中设计合理的是
A．合页安装在凳面上
B．凳脚与凳板之间采用铰连接
C．木质凳脚开长槽
D．凳脚间采用自攻螺丝连接
如图所示是一种压紧机构，在力F的作用下，推杆1通过连杆1、摆杆、连杆2推动推杆2，将物体压紧，下列受力形式分析中正确的是
A、连杆1受弯曲，摆杆受拉、推杆2受压与受弯曲
B、连杆1受压，连杆2受压，推杆2受压与受弯曲
C、连杆1受压，摆杆受拉，推杆2受压
D、连杆1受压，连杆2受压，推杆2受压
连接方式结构设计
.小刚家车库门口的地锁被汽车撞坏了，只剩下底座（如图甲所示）。
于是小刚想利用课余时间，结合技术课所学，在底座上增加摆臂，恢复地锁功能。
地锁摆臂撑开并固定时，高度比普通汽车底盘高，使汽车无法通过，如果强行通行，汽车会受到损坏；放平摆臂时，汽车可以正常通行。
设计要求如下：
1.地锁操作简单，有较大强度，摆臂与底座用长螺栓和螺母连接（如图甲所示）；
2.摆臂撑开时能用普通挂锁锁住（挂锁尺寸如图乙所示），摆臂顶端与地面的垂直高度不低于300mm；
3.为避免影响正常通行，摆臂收拢时，整个地锁的尺寸不应超过长560mm，宽220mm，高50mm；
4.采用5mm厚钢板制作，其他辅料自选。
如图为捣碎机设计示意图，食物通过冲压锤的上下往复运动而捣碎。
冲压锤是通过电机轴带着摆杆转动来传递动力
请设计通过电机转动能使冲压锤作上下运动的连接杆，具体要求如下：
A.连接杆与三个销孔连接，且销孔的直径为 6；
B.实现冲压锤的上下往复运动；
C.用钢板作为材料
如图是一个机械传动机构的设计图，该机构是通过手柄转动带动摇臂转动，再通过转动轴与转动臂，实现滑动臂在滑槽中滑移。
为使手柄带着摇臂转动，使转动轴高度不变，需要再设计一个固定转动轴位置的支撑架，而且该支撑架通过固定孔固定在底座上。
支撑架的设计要求与相关
条件如下：
A.使转动轴与底座之间的垂直距离为 200mm，转
动轴可在支撑架上转动；B.转动轴的直径为 10mm，固定孔的直径为 6mm；C.支撑架通过固定孔与底座相连，且可以调整支撑
架与支架之间的距离；D.用钢板制作。
小明发现他的自行车支撑杆长度不能调节（如图所示），在不平整的地面上停放时，自行车容易倾倒。
他想把支撑杆改成可伸缩结构。
以适应不同的地面。
经过测量，支撑杆长度为290mm ，两个铆钉孔直径均为Φ5mm ，中心距为40mm ，与安装板连接的铆钉孔中心到上端的距离为10mm 。
现请你帮助小明设计一款可伸缩的支撑杆，设计要求如下：
安装板
铆钉 支撑杆
限位片
限位弹簧
与安装板连接的铆钉孔 与限位片连接的铆钉孔
（1）支撑杆的长度在270mm~350mm范围内连续可调，调节方便、可靠；
（2）支撑杆与限位片、安装板之间的连接结构保持不变；
（3）主要材料采用钢材，辅助材料自选；
（4）支撑杆的形状不限。
1、材料为钢材
2、支撑杆可联系调节高度
3、支撑杆调节高度后可固定
4、支撑杆顶部有两个铆钉孔
1、支撑杆总长范围是270~350
2、腰孔长度≥80
如图所示是一款两用梯，将人字梯的一侧上翻后行程直形梯，请设计上翻后固定上下梯柱的连接件。
已知梯柱材料为
60mm×60mm的实木，制作连接件的材料为钢板，其他配件自选。
设计要求如下：
A．连接件能可靠地固定上下梯柱，具有足够的连接强度；B．在梯子上翻和下折时，连接件能快捷、方便地固定和松开；
C．结构简单。
上翻
请根据上述设计要求，完成以下任务：
（1）画出连接件的设计草图，必要时可用文字说明；（2）在设计草图上标注连接件的主要尺寸；
（3）说明你设计的连接件是如何固定在直形梯上，在梯子上翻和下折时，如何实现快捷、方便固定和松开；
如图甲所示的推窗，原来是以图乙的方式与窗框连接，使用一段时间后发现构件１很容易变形。
图丙是改进后的初步设计，通过构件２、３与构件１形成一个支架，以增加强度，支架的一端与推窗连接，另一端与窗框的扁钢连接。
现发现图丙的设计不能实现推窗的开、关，需要在图丙设计的基础上重新设计扁钢与支架构件1、3连接部分的结构。
已知条件与设计要求如下：
A. 构件1、3两端连接孔的直径是Ф８mm ;
B. 支架伸展后, 构件１、３与扁钢连接的两个连接孔的间距是250 mm ；收缩后, 构件1、3两个连接孔的间距是180mm ；
图甲图乙图丙
请根据上述设计要求和已知条件, 完成以下任务：
1 . 在给定的扁钢上画出与构件1、3连接部分的结构草图, 必要时可用文字说明；
2 . 在草图上标注连接部分结构的主要尺寸；
３.构件2与构件1、3之间的连接属于 ( 从①刚连接;
②铰连接中选择合适的选项，将序号填写在“”处) ；。