技术与设计2
第一单元 结构与设计
复习纲要
结构的含义
结构的分析
结构的设计与制作
结构的欣赏
复习内容
结构的含义
结构、构件的概念、应力的定义以及五种基本受力形式。
结构是指事物的各个部分之间有序搭配和排序可承受一定应力的形态。
一个较复杂的结构由许多不同的部分组成,这些组成部分通常称为构件。
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,成为内力,应力是构件的单位横截面上所产生的内力。
五种基本受力形式:拉力,压力,剪切力,弯曲力;扭转力。
2、四种结构类型(受力特点)。
①实体结构,是指结构本身是实心的结构。利用自身来承受荷载,主要承受压力。受力特点:外力分布在整个体积中,如实心墙、大坝等。②框架结构,是指结构体由细长的构件组成的结构。通过条状物的连接来承受荷载,既可以承受压力又能承受拉力。其特点是,支撑空间而不充满空间,如铁架塔、建筑用脚手架等。③壳体结构,是指层状的结构。通过壳形来传递力和承受荷载,特别是当壳形顶部受到压力时,它能将力均匀扩散。受力特点是,外力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。④组合结构(苏教版),是指由两种或两种以上的基本结构类型组合而成的。如埃菲尔铁塔,它的塔腿由石砌墩座组成,塔身由钢铁部分的框架组成。
二、结构的分析
1、结构稳定性的含义及影响因素
结构的稳定性是指结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。影响结构稳定性的因素有多种,主要有重心位置的高低、结构与地面接触所形成的支撑面的大小和结构的形状等。①若重心所在点的垂线落在结构底面的范围内,就是稳定的;②结构与地面接触所形成的支撑面越大越稳定;③结构的形状不同,其稳定性也不同。
2、结构强度的含义及影响因素
结构的强度是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力。影响结构强度的主要因素:①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,所用材料最少;薄板材料可以通过折叠改变结构来加固);②使用的材料;③构件之间的连接方式(铰连接,如门与门框的连接;榫接的木椅比钉接的稳固)。
三、结构的设计与制作
结构设计必须考虑它的受力情况、稳定性、强度、连接方式和材料的选用等。并能对结构设计进行基本的描述(图纸等)。还要从功能、实用、安全、经济、美观和人性化角度综合考虑,以保证结构设计的目的和要求。
四、结构的欣赏
结构赏析的角度及具体内容:
Ⅰ、技术的角度:结构的使用功能的实现,结构的稳固耐用,结构造型设计的创意和表现力,材料使用的合理性,工艺制造的精湛程度等。Ⅱ、文化的角度:结构的文化寓意及传达,公众认可的美学原则,反映的时代,民族,习俗方面的特征等。
复习习题
1、钢筋混凝土梁中比无钢筋的水泥梁的( )强度更强
A、抗弯 B、抗压 C、抗拉 D、抗剪
2、海南岛东部的铜鼓岭上有一块风都能吹动的巨石,人称“风动石”。但是,千百年来,任凭风吹雨打和人推,巨石始终稳踞在铜鼓岭上。这个现象说明( )。
A、巨石是稳定的 B、巨石不稳定 C、巨石处于临界稳定 D、巨石是否稳定不能判定
3、家用落地风扇的底座一般做得比较重,这是为了( )。
A、增加风扇的强度 B、增加风扇的稳定性 C、安装电线的需要 D、更加美观
4、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,每个面都是三角形,这说明了结构的强度与下面那个因素有关。( )
A、重心位置 B、结构的材料 C、结构的形状 D、综合利用以上各因素
5、高二(5)班的同学用木条、乳胶等做了一个长方形的奖状框用来放置他们获得的荣誉奖状(如图一)。他们发现这个结构容易变形,便提出了如下四种改进方案(如图二)。你认为不合适的方案是( )
6、用打气筒给自行车打气时,打气筒活塞杆的受力形式是( )。
A、始终承受拉力 B、始终承受压力 C、下压时承受压力 D、上提时承受压力
7、赏析结构设计作品,可从技术角度和文化角度进行,下面不属于技术角度的是( )。
A、结构的稳固耐用 B、材料的使用 C、工艺的精湛程度 D、公众认可的美学原则
8、晾晒衣服时,通常的做法是在两根柱子之间系上一根软绳,如图所示。在本结构中,柱子主要受到( )。
A、弯曲力和扭转力 B、弯曲力和压力
C、剪切力和拉力 D、扭转力和压力
9、上刀梯是是湘西苗族的传统活动,表演者为保证脚不受割伤,必须力求脚面垂直落在刀刃上,绝不滑动。此时脚面承受( )。
A、拉力 B、压力 C、剪切力 D、弯曲力
10、分析下列物体的结构类型,判断哪个不属于壳体结构。( )
A、摩托车头盔 B、圆形陶瓷饰品 C、贝类 D、金字塔
11、我国塔式建筑的结构一般都是由上到下越来越大,这主要是考虑它的( )。
A、稳定性 B、强度 C、美观性 D、经济性
12、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( )。
A、截面越大,杆件的内力越大
B、截面越小,杆件的内力越小
C、截面越大,杆件单位面积承受的应力越大
D、截面越小,杆件单位面积承受的应力越大
13、我们常用的A形梯不直接采用铝合金片,而用长方形截面的铝合金构件,这说明什么影响了梯子的结构强度( )
A、构件的材料 B、构件的形状 C、重心的高低 D、连接方式
14、三峡大坝是一座混凝土重力坝,靠自身的重量就可以满足稳定条件,并有相当高的安全系数。这样的结构可以保证三峡大坝每个坝段都可以独立承担相当的压力。它体现了下面那种结构类型的特点?( )
A、实体结构 B、框架结构 C、壳形结构 D、组合结构
15、以下问题中.可以用受力结构的稳定性来解释的是( )
A.拔河的绳子断裂 B.广告牌被台风吹倒 C. 鸡蛋在某种情况下可以承受很大的外力
D.耳机与电脑主机的插口接触不良,听不到音乐
16、我们经常看到马路旁边的广告牌后面的支撑架是三角结构的,从这种现象中我们看出以下哪个因素( )影响着结构强度?
A、材料 B、形状 C、构件 D、连接方式
17、截面粗细不同的两根实心直杆件,在相同的拉力作用下,它们受到的下列哪一项力是不同的( )
A、拉力 B、外力 C、内力 D、应力
18、范仲淹的“先天下之忧而忧,后天下之乐而乐”使岳阳楼闻名天下。它是一座三层的纯木结构建筑,斗拱、飞檐的结构复杂,工艺精美,令人惊叹。斗拱使屋面凹曲,飞檐使沉重的建筑增添了轻快欲飞的美感,体现了高贵华美的风韵,丰富了中国古代建筑文化。可以从那两个角度来欣赏评价经典结构( )(①技术②工艺③民俗④文化)
A、 ①② B、③④ C. ②③、 D、①④
分析题
1、高二(1)班李明同学在教室里布置了一些花草,
他把直杆AB的一端固定在墙上将吊兰挂起来,
如右图所示。
(1)结构受力的五种基本形式有弯曲力、扭转力、压力、拉力和
剪切力。请说出AB杆的主要受力形式。
(2)简述这个结构存在的缺陷。
(3)在不改变杆的固定点A和悬挂点B的前提下,你对这个结构有什么改进建议?
请用一句话说明并在原图上直接标注。
参考答案:CABCC CDBBD ADBBB BDD
分析题(1)答:AB杆的主要受力形式是弯曲力。(2)答:存在的缺陷是AB杆容易弯曲变形。
A B C D
细绳
木条
小角板
第5题图二
第5题图一
第1题图