1、第一章结构与设计第一节初识结构技术与设计1.知道结构的含义知道结构的含义2.掌握结构的分类掌握结构的分类故宫 白金汉宫 克里姆林宫 布达拉宫 长城卢浮宫埃菲尔铁塔赵州桥 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。那么,什么是结构呢?结构与设计具有什么关系呢?一、结构的涵义一、结构的涵义“结构”一词,对同学们来说可能并不陌生。请同学们想一想,在学习其它课程中,有哪些课程提到过“结构”?在生物课中提到过:人体的结构;在政治课里有社会结构;在化学和物理中,有物质结构、分子结构
2、、原子结构;在语文课里接触过:文章的结构;在地理课中有地质结构 等结构结构是指物体的各组成部分之间的搭配、排列及其相互关系。结构的各组成部分,通常称为构件构件。物体的主体框架与构造形式,称为架构架构。同样的三根棍,首尾相连,就成了武术器械“三节棍”,如将三根棍的一端连在一起就变成了可用来照相和测量的“三角架”。从以上事例,我们看到结构是如何的重要,结构结构决定了物体的性质和形态决定了物体的性质和形态,结构不合理,就会产生严重的后果。结构的本质:结构是为了承受力和抵抗变形。贵州一在建大桥坍塌河北沧州一大桥坍塌造成3人死亡3人伤课本结构实例展示例1板凳由哪些部分组成?形状有哪些特点?塔吊为什么有如
3、此大的力气?为什么使用钢缆而不是用钢筋?例2例3为什么要用这种材料?是否易弯曲?弹性?撤去外力?提问:板凳、吊绳和蛇皮管灯问什么要制成那样呢?物体的结构是由物体的功能和需要决定的总结:物体的功能和需要结构物体的性质和形态为了保证结构的正常工作,这些构件必须有对于主要载荷的足够的承载能力。这是结构设计中必须考虑的重要问题。二二 常见结构的类型常见结构的类型1、根据力学的架构与形态的不同,分为:(1)实心结构:这类结构的特征是几何外形简单,通常有杆(柱)、板、体等之分。特点:能承受较大的压力。实例:房屋的墙体、水库的大坝、古代的城墙等。城墙三峡大坝金字塔(2)框架结构:其特征是几何外形较为复杂,能
4、承受垂直和水平荷载,依据功能和使用条件的不同,可以设置成不同框架的组合。框架结构通常由杆件组成,也有用板件组成的。这里的杆或板,可以是实心的,也可以用管材。特点:制作方便,节省用料。实例:门、窗、塑料大棚的棚体、自行车车体、输电铁塔、转台等。框架结构厂房框架结构南京长江大桥简易衣橱(3)壳体结构特征:壳体内空,受力合理,形态稳定。壳的几何形状有折线形的、圆弧形的和拱形的等。实例:储油罐,水壶、水杯、火箭、飞船、装甲车等。储油罐 水杯飞船 枭龙战机宋级常规潜艇思考:1、摩托车头盔,常见的都是圆弧形结构,为什么这样做呢?当这种头盔受到外力冲击时,外力将由弧面整体分担承受,抵抗变形。如果将头盔做成长
5、方形体或多面形体时,外力将主要由接触点所在的小平面承受,易使壳体变形。2、联系生活,还有那些圆弧形、多面体形壳体结构的实例?自然界中的椰子、桂圆、西瓜、贝类、蛋、龟等,都属于壳体结构。它们以较薄的外壳,获得了较大的承受外力的卓越性能。思考以下都是什么结构类型?思考以下都是什么结构类型?思考以下都是什么结构类型?思考以下都是什么结构类型?思考以下都是什么结构类型?思考以下都是什么结构类型?拱坝2、从结构的几何形态来分(p10)(1)缆索结构如:帆船、吊车的吊绳、一些桥梁等。胜利大桥帆船(2)桁架结构(3)空间桁架结构(4)球形空间桁架结构国家体育场“鸟巢”模型图 天坛埃菲尔铁塔南京长江大桥2008主会场国家体育场钢结构主桁架桁架梁