1-常见结构的认识(上课)

1、 学习目标学习目标 1、了解结构的含义、了解结构的含义 2、从力学的角度理解结构的概念、从力学的角度理解结构的概念 3、对简单的结构进行受力分析、对简单的结构进行受力分析 “结构” 对同学们来说并不陌生。 -原子结构 -地质结构 -社会结构 1 无处不在的结构 结构是指事物的各个组成部分之 间的有序搭配和排列。 苍蝇的复眼包含苍蝇的复眼包含4000个可独立成像的单眼，能个可独立成像的单眼，能 看清几乎看清几乎360范围内的物体。范围内的物体。 形形色色的结构给了人们无 限的创造灵感和启示.通过对自然 界中结构的分析和研究,人们将其 成果应用到技术领域,更好地服务 人类. 15 马上行动马上行动

2、 生产生活中还有那些产品的结构是受到自然界 事物结构的启发而产生？ 鹰眼的结构很特殊。人眼的 视网膜上有1个中央凹，而鹰 眼中有2个中央凹，一个用于 接受鹰头侧面物体的像，另 一个用于接受鹰头前方物体 的像。 “鹰眼”导弹系统能自动寻找、 识别、跟踪、打击目标。 我们的生活生产中还 有哪些产品的结构是受到 自然界事物的启发而产生 的呢？ 苍耳子苍耳子 蜂巢蜂巢 结构巧妙，对空间的利用达到极致且坚固耐用。结构巧妙，对空间的利用达到极致且坚固耐用。 去年10月13日智利矿难33名被 困矿工被成功营救。创造了被困地底 时间最长、且成功生还的世界纪录。 中国作为矿难频发的国度，我们更应 该关注奇迹背后

3、的“必然”。 在长 达两个多月的救援过程中，智利政府 动用了所有可能的力量对被困矿工进 行救援。在救援中运用到很多的新科 技，其中“胶囊”救生舱发挥了重要 的作用。 合理的结构是事物存在的 基础。结构决定事物的性质， 人类通过模拟自然结构来解决 技术上的问题。 （2）在技术领域，产品 的结构更是丰富多彩。 它是以生土作为主要建筑材料，掺上细沙、 石灰、糯米饭、红糖、竹片、木条等，经过反 复揉、舂、压建造而成。楼顶覆以火烧瓦盖， 经久不损。土楼高可达四五层，供三代或四代 人同楼聚居。土楼多具完善的防御功能。其外 墙厚一至二米，一二层不开窗，仅有的坚固大 门一关，土楼便成坚不可摧的堡垒。为防火攻，

4、 门上设有漏水漏沙装置，紧急时楼内居民还可 从地下暗道逃出。 结构影响事物的性质和 功能，但是如果结构方面存 在的一个小问题会导致重大 事故的发生。 魁北克大桥倒塌事件（P4） (1907年年8月月29日日 ) 1996年年2月月26日，日， 连接重庆綦江县新旧连接重庆綦江县新旧 城区的人行跨江大城区的人行跨江大 桥桥彩虹桥落成。彩虹桥落成。 1999年年1月月4日傍晚，日傍晚， 这坐桥竣工不足三年的这坐桥竣工不足三年的 大桥在没有任何先兆的大桥在没有任何先兆的 情况下整体坍塌。造成情况下整体坍塌。造成 40人死亡、人死亡、14人轻重伤人轻重伤 的惨剧。的惨剧。 广西梧州市的交广西梧州市的交

5、通干线桥梁通干线桥梁“桂桂 江一桥江一桥”经过了经过了 一年整修后刚刚一年整修后刚刚 通车，就产生了通车，就产生了 裂缝，后又开始裂缝，后又开始 重铺沥青。梧州重铺沥青。梧州 市政管理局局长市政管理局局长 表示，虽然路难表示，虽然路难 走点，质量差点，走点，质量差点， 但是起码通车了但是起码通车了 （3）在）在社会领域社会领域- 也普遍存在着结构现象。也普遍存在着结构现象。 u一篇文章的内容结构; u一家企业的人员结构人员结构; 同样是六个字- “这个人表现好” “这个人好表现” 一褒一贬； 结构决定着事物存在 的性质。 -排序不同，结构就不 同，性质也就不同。 47 二、结构与力二、结构与力

6、 从力学角度理解结构概念：从力学角度理解结构概念： 结构是指可承受一定力的架构形式，它可以结构是指可承受一定力的架构形式，它可以 抵抗能引起形状和大小改变的力。抵抗能引起形状和大小改变的力。 构件概念：构件概念： 一个复杂的结构往往由许多不同的部分组一个复杂的结构往往由许多不同的部分组 成，这些组成部分通常称为构件。成，这些组成部分通常称为构件。 48 车轮 - 辐条、 轮胎、车圈、 气门等。 分析讨论自行车的组成构件： 自行车车架、车把、传动、座鞍、 车轮等。 49 例如:自行车 承受人和所载物体的压力及 自行车自身的重力； 桥墩承受自身重力及负荷 的压力、大风的作用力等 其它外力。 例如:

7、桥墩 50 讨论分析生产、生活中常见结构，要抵抗来自外界讨论分析生产、生活中常见结构，要抵抗来自外界 力的作用情况：力的作用情况： 硬纸包装箱：硬纸包装箱： 建筑物的窗户：建筑物的窗户： 餐桌：餐桌： 建筑物墙体的正向和侧向的压力、自身重力、窗建筑物墙体的正向和侧向的压力、自身重力、窗 框的支撑力、风力、外来撞击力框的支撑力、风力、外来撞击力 自身的重力、人的推动力、桌上物体的压力、地面对其的支自身的重力、人的推动力、桌上物体的压力、地面对其的支 撑力撑力 箱内物体的重力、箱内物体向外的挤压力、自身的重箱内物体的重力、箱内物体向外的挤压力、自身的重 力、外界压力、所装载货物的压力力、外界压力、

8、所装载货物的压力 分析结构的受力情况时， 首先首先要清楚组成结构的构件受到哪 些力的作用； 其次其次要清楚在这些力的作用下，构 件能否安全、可靠地工作。 52 构件的受力形式多种多样，基本受力形式：构件的受力形式多种多样，基本受力形式：拉力（压力）、压力、剪切力、扭转力拉力（压力）、压力、剪切力、扭转力 和弯曲力。和弯曲力。 受力形式受力形式概念概念受力形式受力形式 拉拉 力力 物体所承受的 拉拽力 结构承受拉伸时，作用在结构（经常称为拉杆）上的 力是一对方向相反，作用线与拉杆轴线重合的集中 力，方向背离杆的底面。其受力实例是吊车的吊绳。 压压 力力挤压物体的力 结构承受压缩时，作用在结构（习

9、惯上称为压杆）上 的力是一对方向相反，作用线与压杆轴线重合的集 中力，方向指向杆的底面。如液压机的顶杆工作时 就是受压。 剪切力剪切力 两个距离很近 , 大小相等,方 向相反,且作 用于同一物体 上的平行力 结构在受剪切时，结构所承受的力是分别作用在构件 相对的两个面上，方向相反，作用线错开微小距离 的两个平行力。连接剪刀两个部分的销钉在剪刀工 作时就是承受的剪切力，其受力模型如图。 扭转力扭转力 反方向向物体两 端均匀施力 , 使物体发生扭 转形变的力 承受扭转的构件一般都称为轴。它承受的外力是一对 作用在轴两端面内，转向相反的力偶矩。 弯曲力弯曲力 作用于物体 , 使它产生弯曲 的力 承受

10、弯曲载荷的构件，一般称为梁。梁在承受弯曲时， 受力情况比较复杂，其中一种载荷叫做弯矩。它是 作用在过梁的轴线且与横截面垂直的平面内的力偶 矩。其作用力是使梁产生弯曲变形。 物体的受力形式物体的受力形式 54 1.拉力 2.压力 3.剪切力 4.扭转力 5.弯曲力 ？2：请连线，把左右对应的项目连接起来： A.作用于物体，使它产生弯 曲的力 B.两个矩离很近，大小相等， 方向相反，且作用于同一物 体上的平行力 C.挤压物体的力 D.物体所承受的拉力 E.反方向向物体两端均匀施 力，使物体发生扭转形变的 力 55 2、简易桥梁的受力：、简易桥梁的受力： 1、人坐在椅子上，椅面受到的力有：、人坐在椅

11、子上，椅面受到的力有： 人对椅面的压力、椅面自身的重力、人对椅面的压力、椅面自身的重力、 椅子的支架对椅面产生的支持力椅子的支架对椅面产生的支持力 行人和通行车辆对桥面的压力、桥自行人和通行车辆对桥面的压力、桥自 身的重力、两端桥墩对桥的支撑力以身的重力、两端桥墩对桥的支撑力以 及风对桥的力等。及风对桥的力等。 观察左图观察左图,说明说明 石磨的推杆为石磨的推杆为 什么要用什么要用 绳子绳子 吊起来。吊起来。 探究：探究： 答案：答案： 1、保持人在推、保持人在推 磨过程时推杆始终在平磨过程时推杆始终在平 行于地面的平面上运动；行于地面的平面上运动； 2、防止推杆弯曲变形、防止推杆弯曲变形,

12、承载一些推杆的重力。承载一些推杆的重力。 57 实体结构：指结构本身是实心的结构； 框架结构：指结构体由细长的构件组成 的结构； 壳体结构：指层状的结构； 三、结构的类型三、结构的类型 根据物体结构形态，通常结构可分为三根据物体结构形态，通常结构可分为三 种：种：实体结构、框架结构和壳体结构实体结构、框架结构和壳体结构。 58 1、实体结构、实体结构：如实心墙、大坝等。：如实心墙、大坝等。 受力特点：外力分布在整个体积中。受力特点：外力分布在整个体积中。 59 2、框架结构、框架结构：如铁架塔、建筑用脚手架、：如铁架塔、建筑用脚手架、 厂房的框架等。厂房的框架等。 受力特点：支撑空间而不充满空间。受力特点：支撑空间而不充满空间。 60 3、壳体结构、壳体结构：如摩托车头盔、飞机外壳、：如摩托车头盔、飞机外壳、 贝壳等。贝壳等。 受力特点：外力作用在结构体的表面受力特点：外力作用在结构体的表面 61 物体结构实体 结构 框架 结构 壳体 结构 组合 结构 受力 特点 栅栏 圆形陶瓷装饰品 冰山 高层建筑的穹顶 钢化玻璃锅盖 竹排 汽车外壳 人的头盖骨 古罗马斗兽场 62 实际上现代建筑都是由