1、第一章 结构与设计$1.结构及构件的受力技术与设计21各种各样的结构社会领域内容结构2各种各样的结构社会领域人员的学历结构3各种各样的结构社会领域人员的职称结构4雪 花各种各样的结构自然界5贝 壳各种各样的结构自然界6各种各样的结构自然界蜂 巢蛛 网7汽车手机各种各样的结构技术领域8悉尼歌剧院罗浮宫各种各样的结构技术领域9各种各样的结构技术领域10一、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。11结构实例分析思考:下列结构如何构造、各部分怎样连接、结构功能如何?阅读P35承受两腿的拉力承受两端的拉力轮轴轮轴蛇皮管:支撑和调节灯罩荷载12一、什么是结构?广义上:结构是指
2、事物的各个组成部分之间的广义上:结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。有序搭配和排列。结构的各个组成部分称为构件。在技术领域:结构是物体的各个组成部分之间的有序搭配和排列。是可承受一定力的架构形态。其本质是承受力和抵抗变形。结构由物体的功能和需要决定。13二、结构的分类根据结构形态和受力时承受及传递力的方式可将结构划分为:实心结构、框架结构、壳体结构阅读P6814实心结构 通常是指结构体本身是实心的结构。15埃及法老像实心结构16实心结构长城17实心结构三峡大坝18实心结构锤子砧板19实心结构 通常是指结构体本身是实心的结构。受力特点是外力分布在整个体积中,如墙壁、柱子、实心球等等。
3、优点是能承受较大的压力。20框架结构 通常是指由细长的构件(梁、柱、撑)连接组成的结构体。特点:是支撑空间却不充满空间,如窗户、画框、房子的架构等等。21书桌椅衣架框架结构22框架结构建筑框架建筑用脚手架23埃菲尔铁塔框架结构24框架结构 受力特点:通过条状物的连接来承受荷载,可以承受压力和拉力。优点是:自重轻、节省用料,方便搭建,可以承受多种载荷。通常是指由细长的构件(柱、梁、撑)连接组成的结构体。特点:是支撑空间却不充满空间,如窗户、画框、房子的架构等等。25壳体结构 壳体结构通常是指曲面(弧形或方形)围成的结构。26壳体结构中国国家大剧院悉尼歌剧院27壳体结构帐篷蒙古包28壳体结构安全帽
4、灯泡29鸡蛋承载实验 想一想:为什么鸡蛋能够承受如此大的压力?30壳体结构 受力特点:通过曲面来传递力和承受荷载,特别是当壳体顶部受到压力时,它能将力沿壳体均匀扩散。主要承受压力。如头盔、汽车飞机的外壳等等。优点是:形态稳定,可减小阻力。壳体结构通常是指曲面围成的结构。31马上行动请为下列物体的结构选择正确的结构类型物体结构物体结构实心结构实心结构框架结构框架结构壳体结构壳体结构栅栏栅栏隧道隧道竹排竹排汽车外壳汽车外壳人的头盖骨人的头盖骨文具盒文具盒冰山冰山32 内力:当一个结构受到外力作用时,内部各分子之间的相互作用力会发生改变,产生一种抵抗外力的力,称为内力。应力:构件的单位横截面上所产生
5、的内力称为构件的应力。外力F(荷载)内力N三、构件的受力33组成结构的构件的基本受力形式阅读P11、1534三、构件的受力受力形式受力形式 受力方向或位置受力方向或位置变形变形抵抗变形抵抗变形抗拉拉伸沿轴线向外拉力抗压压缩沿轴线向内压力抗弯弯曲垂直轴线弯曲力抗剪剪切非常接近的反向平行力(剪刀、梁柱交接处)剪切力抗扭扭转在两端沿切线的反向平行力扭力35单杠受力分析:拉力弯曲力压力剪切力36拉力 作用于物体,使它产生弯曲的力压力 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力剪切力 挤压物体的力扭转力 物体所承受的拉拽力弯曲力 反方向向物体两端均匀施力,使物体发生扭转形变的力37常规
6、梁(双支点)悬臂梁(单支点)垂直梁(柱)梁的受力示意图压力拉力剪切力梁受力分析梁中点的横截面上有最大的正应力。荷载荷载38压力压力压力拱,能够将作用于拱上的荷载压力,传递到四周的支撑上。所以,拱结构既利于承载,又美观。一般应用于较大跨度的情况下。拱受力分析39课堂小结结构的结构的分类构件的受力含义本质结构由功能和需要决定实心结构框架结构壳体结构拉力压力弯曲力剪切力扭力401.下列结构中下图1是_,图2是_2.下列哪一个物体的结构属于框架结构()A、城墙 B、木椅 C、头盔 D、铅球练一练图2图1413.赵州桥是中国现存最著名的古代石拱桥。从结构的形态和受力特点来看,它的结构类型属于()A实心结
7、构 B框架结构 C桁架结构 D壳体结构4框架结构的建筑物中,横梁主要承受()A弯曲力 B.扭转力 C剪切力 D拉力425.如图所示是一个摄像机支架,它的左端固定在墙上,右端安装摄像机。支撑臂的下部设计了三角形筋板,其主要目的是提高支撑臂的()A、抗拉性能B、抗压性能 C、抗剪性能D、抗弯曲性能436如右图所示的装置主要是测试木材的()A抗压强度B抗拉强度C抗剪强度D抗扭强度7分别用剪刀和指甲刀剪指甲,手指的感觉不一样,主要是因为指甲受到剪刀的_力,而指甲受到指甲刀的力是_力而引起的。44蜂巢的结构有哪些优点?结构实例展示蜂巢45装配在悍马越野车上的蜂巢轮胎具有质量小、强度高、防御能力强(抗一定程度的炸弹和地雷爆炸)、减震性能好的特点。美国军用车辆已开始使用这种“强悍”的轮胎,而未来将更广泛地使用。结构实例展示蜂巢与蜂巢轮胎46结构实例展示苍耳与尼龙搭扣472024/5/8 周三周三48.