初识结构(讲课用)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一单元 结构与设计 第二单元 流程与设计 第三单元 系统与设计 第四单元 控制与设计
第一章 结构与设计 第一节 初识结构
1.知道结构的含义 2.了解结构的本质 3.掌握结构的分类
请同学们想一想，在学
习其它课程中，有哪些 地方提到过“结构”？
一、无处不在的结构
人体的结构 社会结构
印度德里莲花庙的外貌酷似一朵盛开的莲花，故称“莲花庙”。它高34.27米，底坐直 径74米，由三层花瓣组成，全部采用白色大理石建造。莲花在印度教和佛教派中被奉 为神物，在当代印度人心目中又贵为国花，所以这座庙宇一建成就备受印度人的喜爱。
悉尼歌剧院
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。
注：本教材中的结构只限定在“技术领域” 。
结构实例展示1——古老的板凳
三个板凳哪个更结实？
案例：小板凳
它是怎么构造 的？
板凳的各个组成部分称之为“构 件”，大家看一下，板凳的各个构件之 间是如何连接的？
榫卯连接
榫卯连接
榫卯，凸出来的部分称为“榫”，凹进去的部分叫做“卯
常见的榫卯连 接的种类？
（3）壳体结构
壳体结构通常是壳体内空的结构。 几何形状多为圆弧形、拱形、折线式 （如方形、长方形）如贝壳、头盔等 。
壳体结构特点：壳体内空或为层状，受 力合理，形态稳定。
想一想：为什么鸡蛋能够承受如此 大的压力？ 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。
生活中的常见结构
实心结构
实心结构的ห้องสมุดไป่ตู้点——外形简单，能承受较大的力
（2）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。 如窗户、画框、房子的架构等等。
生活中的常见结构
框架结构
框架结构的特点：
几何外形复杂，由细长的构件（梁、柱、杆、
框架结构
埃 菲 尔 铁 塔
建筑框架 建筑用脚手架
鸡 蛋 承 载 实 验
物体的结构类 型 大多数现 代建筑物的结 构是组合结构 。往往整体是 框架结构，地 基、柱等是实 体结构，有的 建筑的屋顶是 壳体结构。
中国国家大剧院
悉尼歌剧院
蛇皮管灯具
结构不合理造成的悲剧—加拿大魁北克大桥
世界著名大跨度悬臂桁架梁桥。 位于加拿大魁北克，跨越圣劳伦斯河。 建于1904～1918年。原为铁路桥，现 已改为公路、铁路两用桥。桥的主跨 为 548.6米。连同锚固孔，桥的全长为 853.6米，分跨为152.4+548.6+152.4米， 其中悬挂孔长度为195.1米。 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。
明 榫
暗 榫
燕 尾 榫
榫卯结构较之钉子连接有以下优势：
1、更坚固耐用，可以承受木件之间各个方向的扭 动； 2、不易锈蚀，榫卯常用于红木家具中，做好防虫 防潮工作就可以保存上千年完好，可是使用钉子是 绝不可能达到的； 3、易于拆装，便于运输和维修； 4、钉子容易造成木料劈裂。
结构是指事物的
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。
结构的各组 成部分，通 常称为构件。
结构的本质是承受力和抵抗变
形
二、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
实心结构
结 构
框架结构
壳体 结构
（1）实心结构
通常是指结构体本身是实心的结构。 如墙壁、柱子、实心球等等。
物质结构
分子结构 原子结构 文章的结构 地质结构…
一、结构无处不在
在自然界、在技术领域、 在社会领域等普遍存在着 结构。
世界闻名的建筑结构欣赏
木质结构的悬空寺
赵州桥
埃菲尔铁塔 世界上第一座钢 质框架结构的塔。 塔的底座宽大，平 稳坚实，塔尖高耸 入云。
埃菲尔铁塔
山西应县木塔
世界上最古老最高大 的纯木结构楼阁式建 筑，它与法国艾菲尔 铁塔、意大利比萨斜 塔齐名，被世人称为 “世界三大奇塔”。
各种各样的结构——自然界
雪 花
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
雷达
萤火虫
快速扫描系统
掘土机的悬臂 镰刀 化学荧光灯
尼龙搭扣
鹤
蝙蝠 青蛙眼 螳螂
苍耳子
苍耳子与尼龙搭扣;
同样是水，有液态、气态、固态. 同样是碳，但有最硬的固体金刚石和最软的固体石墨存在.
用同样的制作材料，做出来的结构不同的小凳，就会有不同的特性。
自然界：植物、动物、 矿物质、自然现象等都 有其特殊的结构。
蜂巢
蜂巢由工蜂筑造
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。
从剖面图来看，正六边形平行排列并相互 嵌接,这种结构用材少，而面积大，能充分利用 空间， 关键是每个正六边形相互间呈三角形结 构，这种结构比较稳定，不易变形。
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。
达标练习
1、根据物体的结构形态，通常将结构分为实体结 构、框架结构和壳体结构。下列物体属于壳体结 构的是（ B ）。 ①安全帽②书本③贝壳④脚手架 A．①② B．①③ C．②③ D．②④ 2、赵州桥，桥长64．40米，跨径37．02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。按结 构形态分类，该桥应为( D )结构。 A．壳体结构 B．实体结构 C．框架结构 D．组合结构
第一章 结构与设计 第一节 初识结构
1.知道结构的含义 2.了解结构的本质 3.掌握结构的分类
请同学们想一想，在学
习其它课程中，有哪些 地方提到过“结构”？
一、无处不在的结构
人体的结构 社会结构
印度德里莲花庙的外貌酷似一朵盛开的莲花，故称“莲花庙”。它高34.27米，底坐直 径74米，由三层花瓣组成，全部采用白色大理石建造。莲花在印度教和佛教派中被奉 为神物，在当代印度人心目中又贵为国花，所以这座庙宇一建成就备受印度人的喜爱。
悉尼歌剧院
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。
注：本教材中的结构只限定在“技术领域” 。
结构实例展示1——古老的板凳
三个板凳哪个更结实？
案例：小板凳
它是怎么构造 的？
板凳的各个组成部分称之为“构 件”，大家看一下，板凳的各个构件之 间是如何连接的？
榫卯连接
榫卯连接
榫卯，凸出来的部分称为“榫”，凹进去的部分叫做“卯
常见的榫卯连 接的种类？
（3）壳体结构
壳体结构通常是壳体内空的结构。 几何形状多为圆弧形、拱形、折线式 （如方形、长方形）如贝壳、头盔等 。
壳体结构特点：壳体内空或为层状，受 力合理，形态稳定。
想一想：为什么鸡蛋能够承受如此 大的压力？ 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。
生活中的常见结构
实心结构
实心结构的ห้องสมุดไป่ตู้点——外形简单，能承受较大的力
（2）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。 如窗户、画框、房子的架构等等。
生活中的常见结构
框架结构
框架结构的特点：
几何外形复杂，由细长的构件（梁、柱、杆、
框架结构
埃 菲 尔 铁 塔
建筑框架 建筑用脚手架
鸡 蛋 承 载 实 验
物体的结构类 型 大多数现 代建筑物的结 构是组合结构 。往往整体是 框架结构，地 基、柱等是实 体结构，有的 建筑的屋顶是 壳体结构。
中国国家大剧院
悉尼歌剧院
蛇皮管灯具
结构不合理造成的悲剧—加拿大魁北克大桥
世界著名大跨度悬臂桁架梁桥。 位于加拿大魁北克，跨越圣劳伦斯河。 建于1904～1918年。原为铁路桥，现 已改为公路、铁路两用桥。桥的主跨 为 548.6米。连同锚固孔，桥的全长为 853.6米，分跨为152.4+548.6+152.4米， 其中悬挂孔长度为195.1米。 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。
明 榫
暗 榫
燕 尾 榫
榫卯结构较之钉子连接有以下优势：
1、更坚固耐用，可以承受木件之间各个方向的扭 动； 2、不易锈蚀，榫卯常用于红木家具中，做好防虫 防潮工作就可以保存上千年完好，可是使用钉子是 绝不可能达到的； 3、易于拆装，便于运输和维修； 4、钉子容易造成木料劈裂。
结构是指事物的
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。
结构的各组 成部分，通 常称为构件。
结构的本质是承受力和抵抗变
形
二、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
实心结构
结 构
框架结构
壳体 结构
（1）实心结构
通常是指结构体本身是实心的结构。 如墙壁、柱子、实心球等等。
物质结构
分子结构 原子结构 文章的结构 地质结构…
一、结构无处不在
在自然界、在技术领域、 在社会领域等普遍存在着 结构。
世界闻名的建筑结构欣赏
木质结构的悬空寺
赵州桥
埃菲尔铁塔 世界上第一座钢 质框架结构的塔。 塔的底座宽大，平 稳坚实，塔尖高耸 入云。
埃菲尔铁塔
山西应县木塔
世界上最古老最高大 的纯木结构楼阁式建 筑，它与法国艾菲尔 铁塔、意大利比萨斜 塔齐名，被世人称为 “世界三大奇塔”。
各种各样的结构——自然界
雪 花
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
雷达
萤火虫
快速扫描系统
掘土机的悬臂 镰刀 化学荧光灯
尼龙搭扣
鹤
蝙蝠 青蛙眼 螳螂
苍耳子
苍耳子与尼龙搭扣;
同样是水，有液态、气态、固态. 同样是碳，但有最硬的固体金刚石和最软的固体石墨存在.
用同样的制作材料，做出来的结构不同的小凳，就会有不同的特性。
自然界：植物、动物、 矿物质、自然现象等都 有其特殊的结构。
蜂巢
蜂巢由工蜂筑造
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。
从剖面图来看，正六边形平行排列并相互 嵌接,这种结构用材少，而面积大，能充分利用 空间， 关键是每个正六边形相互间呈三角形结 构，这种结构比较稳定，不易变形。
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。
达标练习
1、根据物体的结构形态，通常将结构分为实体结 构、框架结构和壳体结构。下列物体属于壳体结 构的是（ B ）。 ①安全帽②书本③贝壳④脚手架 A．①② B．①③ C．②③ D．②④ 2、赵州桥，桥长64．40米，跨径37．02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。按结 构形态分类，该桥应为( D )结构。 A．壳体结构 B．实体结构 C．框架结构 D．组合结构