第一节 认识结构
学习目标
了解结构的含义，掌握常见结构的类型、受力特点、应用场合；
学习内容
一、初识结构：
⒈结构的含义
结构是指事物内部的组成、排列及其相互之间的关系。在技术领域，结构是指物体的各组成部分之间的搭配和排列，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。例：人体结构，分子结构，阶级结构，文章的结构，汽车结构，桌子结构，地球结构等。
结构的本质：物体会受到各种各样的力，结构是可承受一定力的架构形态，可用来抵抗引起形态和大小改变的力。简单地说，结构是为了承受力和抵抗变形，这便是结构的本质。
⒉为什么要学习结构？
系统的功能对其结构有着绝对的依赖性。所以有人说，结构不仅是事物存在的形式，更是事物特性的依据。
在自然界，相同的物质，不同的结构，表现出不同特性的现象处处可见。
⑴同样是的水，有液态、气态、固态。
⑵同样是碳，但有最硬的固体金刚石和最软的固体石墨存在；
⑶化学有机物结构不同性质不同（色素）；
⑷同样的六个字“这个人表现好”“这个人好表现”，但因排列不同，就形成了一褒一贬；
⑸用同样的材料，做出的结构不同的小板凳就会有不同的特性，有的稳，有的不稳；
⑹各种材料组成结构可以使“死的”材料变成“活的”机器。如：发动机、电子计算机……
结构不合理就会产生严重的后果，如桥断、屋塌……所以我们应学习结构，将来去创造结构。
⒊什么是工程结构？
工程结构是指能承受和传递外加载荷的承力系统，包括杆、板、壳等构件及其组合体。也就是说，工程结构可以是单个的构件，如：一根杆，一块板，一条绳，也可以是一个由不同构件组合起来的组合体。如：一座桥，一张桌子，一架飞机等，它们都可以叫做工程结构。技术课主要研究工程结构，简称结构。
⒋几个重要概念
⑴铰接：桁架全由三角形组成，接头全为旋转接头，称为铰接。
⑵架构：物体的主体框架与构造形式。
⑶构件：组成结构的各组成部分。可以是一个零件，也可以是多个零件的组合。
二、常见结构的类型（从力学的架构与形态考虑）
⒈实心结构
⑴实心结构通常是指结构体本身是实心的结构。房屋的墙体、水库的大坝、古代的城墙等，都属于实心结构。
⑵几何特征及受力：几何外形简单，通常有杆（柱）、板、体等之分。它的受力特点是能承受较大的力，外力分布在整个体积中。
⒉框架结构
⑴框架结构通常是指结构体由细长的构件组成的结构。教室的门窗常用木框架，蔬菜大棚的棚体、建筑用脚手架、输电铁塔等都是框架结构。
⑵组成：由梁、柱、杆、管等组成，也有用板件组成的。这里的杆或板，可以是实心的，也可以是管材。
⑶几何特征及受力：几何外形较为复杂，其特点是支撑空间而不充满空间，能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。
⒊壳体结构
⑴常见物品：饮水杯、文具盒、装甲车、油罐、鸡蛋、西瓜……
⑵结构特征：壳体内空时，受力合理、形态稳定。壳的几何形状有折线式（方形、长方形、多边形）的、圆弧形的和拱形的等。
⑶受力特点：壳受冲击力时，外力由弧面整体分担承受，抵抗变形。
⒋组合结构
⑴在日常生活中我们常见的结构大部分都是组合结构，如：大坝都是拱形和实心结构的组合体；圆顶大厦的顶部都是框架结构和壳体结构的组合（又叫球形空间桁架结构）。
⑵结构的类型种种：缆索结构、桁架结构、空间桁架结构、球形空间桁架结构等。
⑶组合结构的受力：复杂（这是大学结构力学将要学习的）。
课件40张PPT。第一节 认识结构我们身边存在着各种各样的结构。
结构普遍存在于自然界的物体中， 也存在于人类创造的各种物体中。尼龙搭扣与 苍耳子鹰眼与导弹跟踪系统
鹰可以在几千米的高空准确无误地辨别地面上的动物，这是因为它的眼部结构比较特殊。人类每只眼睛的视网膜上都有一个凹 槽，叫做中央凹。而老鹰眼中的中央凹却有两个，这两个中央凹的作用不同，其中一个专门用于接收来自鹰头侧面物体的像，另一个用于接收来自鹰头前方物体的像。这样，老鹰的视觉范围就宽多了，能兼顾前方和侧面。根据鹰眼的结构，人们正在研制“鹰眼”导弹系统。这种导弹系统能自动寻找、识别目标并跟踪攻击。 蜂 巢各种各样的结构——自然界雪 花各种各样的结构——自然界贝 壳各种各样的结构——自然界汽车手机各种各样的结构——人类创造长
城悉尼歌剧院罗浮宫各种各样的结构——人类创造桥赵州桥海南世纪大桥各种各样的结构——人类创造什么是结构？ 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。
结构的各个组成部分称为构件。
自行车车轮 世界上任何事物都存在结构，结构多种多样且决定着事物存在的性质。想一想： 不同的物体为什么会有不同的结构？？对常见的物体进行分析：椅子 桥 从力学的角度：结构是指可承受一定应力的物体形态，结构可以抵抗能引起形状和大小变化的力。 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，产生一种抵制的力，称为内力。
应力是构件的单位横截面积上所产生的内力，用公式表示为 应力=内力/受力面积弯曲力：作用于物体，使它产生弯曲的力 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的力压力：挤压物体的力。拉力：物体所承受的拉拽力。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。组成结构的构件的基本受力形式拉力 压力 扭曲力
弯曲力 剪切力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体结构框架结构壳形结构结构实体结构 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。实体结构长
城实体结构三
峡
大
坝实体结构锤
子砧
板实体结构的受力特点如何？ 实体结构是利用自身来承受荷载，主要承受压力。
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。埃
菲
尔
铁
塔框架结构框架结构建筑框架建筑用脚手架书桌椅书柜框架结构框架结构的受力特点如何？ 框架结构是通过条状物的连接来承受荷载，可以承受压力和拉力。
壳形结构 壳形结构通常是指层状的结构。
如贝壳、头盔、汽车飞机的外壳等等。 灯
泡壳形结构中国国家大剧院帐篷壳形结构的受力特点如何？ 壳形结构通过壳形来传递力和承受荷载，特别是当顶部受到压力时，它能将力均匀扩散。
小结：1、什么是结构
2、结构与力
3、结构的分类第二节 典型结构案例分析
学习目标
理解结构是为了承受力和抵抗变形的本质，能概括分析结构受力的方法，知道基本构件的特点，理解荷载与结构受力间的关系
学习内容
回忆
㈠作用在结构上的载荷（力）
工程结构承受的外力有各种各样，但以它们对结构的影响来说，主要有以下几种。
⒈拉力：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。
G (拉力受力模型)
⒉压力：结构承受压缩时，作用在结构（习惯上称为压杆）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。
⒊剪力：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。
⒋扭转力：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，其受力实例和力学模型如图。
⒌弯曲力：承受弯曲载荷的构件，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。
㈡结构受载荷实例
任何结构承受的外载荷，都是拉、压、剪、扭、弯中的一种或几种的组合。工程结构的主要功能就是承受和传递各种形式的外载荷，保证结构的可靠工作。
⒈秋千的吊索，主要承受拉力；
⒉桥梁的桥墩，主要承受压力；
⒊连接齿轮和轴的键，主要承受剪力；
⒋汽车方向盘的轴，主要承受扭力；
⒌单杠的杠体（上面的横杠），主要受弯力；
⒍吊扇旋转，吊杆主要受扭力和拉力；
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、典型结构分析
⒈单杠结构分析
⑴各部分名称：杠体，立柱和拉杆。（为什么做成这样的结构？）
⑵杠体的受力与变形：杠体总是朝着人体所在的瞬间位置的方向上发生弯曲。——弯曲力
⑶立柱、拉杆的受力与变形：
立柱：静止时受压力；当人在运动时，对立柱产生弯矩M，使立柱弯曲变形。——怎样做才能保持单杠稳定？
拉杆：人在运动时，拉杆起到辅助立柱抗变形作用。
⒉棚室屋架结构分析
⑴棚室荷载与立柱受力：永久性荷载（不随时间变化而变化的荷载）和可变性荷载（随情况变化而变化的荷载）。
⑵梁的受力：梁的上部，受压力，材料被挤压；下部，受张力，材料被拉伸。防止弯曲变形大的方法：增加支撑点。
⑶拱结构的应用
拱结构：中间高四周低，呈弧形的曲面。
应用：在跨度较大的情况下，建筑物多采用拱结构。这样的结构既有利于承载，又美观。
教师总结
根据技术与设计1中所学结构基本受力形式，分析典型案例中结构的受力，既能巩固了以前所学的知识，又能融会贯通的将新知识应用于实践，教师在教学过程中应注意细节的把握以及与其他学科的整合教学。
课件21张PPT。第二节 典型案例分析－－结构是怎样受力的
从力学角度出发，对结构理解为：结构是可承受一定力的架构形态，结构可以抵抗引起形态和大小变化的力。单杠的受力和变形分析 把单杠看成结构，构件有：杠体、立柱、拉杆。小球对固定点的作用力的方向，从固定点指向小球球心所处的瞬间位置。单摆实验示意图运动员在杠体上转动，其侧视图与单摆类似：杠体相当于固定点，人相当于小球。
所以，任意时刻，人对杠体的作用力方向都是指向人重心所处的瞬间位置。
结论一：
杠体总是朝着人体所在的瞬间位置的方向上发生弯曲。
杠体和立柱的上端相连，人的作用力通过杠体作用于立柱，将可能发生弯曲变形,如果要向前发生弯曲，请问同学们有什么方法可以抵消这种弯曲呢？立柱埋深一点、用一个力从反方向拉，都可以帮助立柱抵抗变形结论二：
任意时刻，对于立柱，由人运动所产生的弯矩M1，都有一个由立柱埋在地下部分和拉杆共同产生的反弯矩M2来平衡，以保持单杠整体的稳定。 观察右下图,说明石磨的推杆为什么要用一根绳子吊起来。 石磨在推动过
程中，绳子在空间
的轨迹是一个什么
图形？1.???? 保持推杆在平行于地面的一个平面上运动；
2.???? 防止推杆弯曲变形。
空间轨迹是圆锥形二、棚室屋架结构分析棚室屋架结构是怎样受力的呢？
屋面（棚盖）由前坡面组成，棚膜（塑料薄膜）覆盖于前坡面上；屋面由梁承托，各梁分别由立柱和后墙支撑。棚室荷载与立柱受力承受的荷载主要分为恒载和活载。
恒载包括屋面、梁的质量，属于不随时间变化而变化的永久性荷载。
活载包括雪载、风载等，属于随情况变化而变化的可变性荷载。梁的受力如平衡木，桥等都是梁的一种类型。
梁的上部受压力，材料被挤压；下部受张力，材料被拉伸。拱结构的应用拱结构的概念：中间高四周低呈弧形的曲面。
拱结构受力：拱结构对承受荷载有利。荷载压力作用与拱上，圆拱再把力传到其四周的支撑上。例如雪荷载。
拱结构也十分美观，很多建筑物都采用了拱结构。赵州桥小试验
——比较不同形状的纸板承受压力的大小1、哪种情况下纸板的抗压能力最强？
2、还有更好的方案吗？构件的受力形式本节小结一、单杠的结构分析
单杠的结构及组成构件的受力和变形。
二、棚室屋架结构分析
棚室荷载和立柱受力、梁的受力和拱结构的应用。第三节 结构的强度与稳定性
学习目标
理解应力和强度的概念，知道应力和强度的关系，掌握影响结构强度的因素，理解稳定和结构稳定的概念，掌握影响结构稳定的因素
学习过程
一、概念的引出
㈠结构的强度
⒈应力与强度
⑴内力：外力使构件发生变形的同时，构件内部分子之间随之产生一种抵抗变形的抵抗力。
⑵应力：作用在单位面积上的内力称为应力。 σ=N/S
式中，N为内力，单位为牛，S为构件截面积，单位为平方米。应力σ的计量单位为Pa，通常用MPa。
⑶通常，物体结构抵抗变形的能力，都以强度表示。而用应力来衡量强度，即科学又准确。
⒉影响结构强度的因素：①形状；②材料；③材料的连接方式。
㈡结构的稳定性
⒈什么是稳定？
稳定指的不是状态绝对不变，而是指受扰后，允许状态有所波动，但当扰动消失后，能重新返回到原平衡状态，则为稳定。不能回到原有平衡状态，为不稳定。
⒉结构稳定的含义
稳定性和强度一样，也是物体结构的重要性质。结构具有阻碍翻倒或移动的特性，就是结构稳定性。（如不倒翁、大坝等）
⒊影响稳定性的因素
⑴结构的形状：结构形状不同，其稳定性也不同（“A”字型金字塔、堤坝等）。物体的重心若超出其支撑面，则要翻倒，即失稳。
⑵重心的位置：作用在物体重心上的重力，总有将物体的重心尽量拉近（吸向）地面的趋势。所以重心越低越稳。
⑶结构的底座：结构与地面接触所形成的支撑面越大越稳定。
⑷材料：材料也会影响结构的稳定性。
㈢结构与功能
结构不仅是事物存在的一种形式，而且对事物的功能和作用产生着直接影响。结构的改变可能导致功能的变化。不同结构的物体其功能不同，这是我们认识结构的关键。
事实上，物体的结构是由物体的功能和需要决定的，而物体的结构又决定了物体的性质和形态。
认识几种工具的结构：活口扳手，手锤，管钳，喝水杯，书本……
课堂小结
强度与稳定性是与生活常识联系紧密的两个概念，教师在教学过程中应注意与实际生活的结合，能够使学生更加深入的理解强度与稳定性的概念及影响因素。
课件11张PPT。第三节 结构的强度与稳定性一、怎样理解“结实”和“稳”1、结构的稳定性
——结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。结构与稳定性2、结构的稳定性
重心位置的高低
结构与地面接触所形成的支撑面大小
结构的形状
结构与稳定性结构与地面接触所形成的支撑面大小二、应力与强度1.应力与强度
内力：外力使构件发生变形的同时，构件内部分子之间随之产生一种抵抗变形的抵抗力，称为内力。
应力：作用在单位面积上的内力称为应力。
强度：物体结构抵抗变形的能力。三、影响结构强度的因素1、影响结构强度的主要因素
（1）结构的形状（2）结构的材料三、影响结构强度的因素（3）结构的连接方式
铰连接——被连接的构件在连接处不能相对移
动，但能相对转动。
刚连接——既不能相对移动，也不能相对转动。三、影响结构强度的因素四、稳定性概念 结构对事物的功能和作用产生着直接影响，结构的改变可能导致功能的变化四、稳定性概念结构稳定性：结构具有阻碍翻倒或移动的特性五、影响结构稳定性的因素一、影响因素
1.结构的形状
2.重心的位置
二、巧妙增加结构的稳定性第四节 学做结构设计
学习目标
掌握结构设计的基本思路，学会简单结构的设计；
学习过程
一、简单结构的设计
结构设计对于我们的日常生活、对于各种各样的生产活动都非常重要。日常生活中，没有丰富的结构设计，产品将会造型单一、功能单调，那些大型建筑物、交通运输工具等更是无法产生；生产活动中，产品制造技术、结构安全性及耐久性评估、维修加固技术等，都离不开结构的设计和研究。
⒈结构设计应考虑的主要因素
人们设计结构是为了完成某种任务或满足特定的需要。在进行结构设计时，必须明确设计的目标和要求，必须抓住主要因素展开工作。
⑴结构设计的目标及要求
结构设计应以一种或几种功能的实现为基本目标，应满足设计规范，满足使用者的基本需要。
⑵结构设计应考虑的主要因素：①符合使用者对设计对象的稳定性和强度要求；②安全因素；③公众和使用者的审美需求；④使用者的个性化需要；⑤对设计对象的成本控制要求和一定的使用寿命等。
在工程的结构设计中，应考虑结构的安全性、适用性和耐久性。在考虑结构的稳定性和强度，使结构在规定的条件下和规定的使用期限内，能实现一定的功能的同时，还要考虑经济因素，如做到用料省、成本低等，也就是说，力求以最低的成本使所建造的结构达到预定的要求。
不同的结构设计，应考虑的因素各有侧重，但无论在哪一类用途的结构设计中，安全都是至关重要的因素。
⒉简单结构的实际案例
⑴结构的设计一般有以下步骤
①设计项目；
②设计要求：达到什么样的功能，具有一定的稳定性和强度，装饰性，尺寸要求等；
③设计分析：分析结构的组成部分、连接方式等；
④设计准备：所用材料、工具等；
⑤设计方案：可形成几种方案。
⑵几种典型案例
①简易相片架的设计。
②壁挂式简易衣帽架原型设计与制作。
③秋千模型结构设计。
课堂小结
设计是学生感兴趣的话题，选择合适的并能符合学生兴趣的设计课题是本节课的重点和难点，一旦课题选择合适，课堂效果将非常良好，同时在“做中学”，更能加深学生的记忆和能力的培养。
课件21张PPT。第四节 学做结构设计回忆…设计的一般过程是怎样的？
1. 发现和明确问题
2. 制定设计方案
3. 制作模型或原型
4. 测试、评估及优化
5. 撰写产品使用说明书结构设计的目标及要求 结构设计以一种或几种功能的实现为基本目标，应满足设计规范，满足使用者的基本需求。结构设计的一般过程：
1.分析产品的构成
2.确定设计方案
3.完成设计制作主要因素：稳定性、强度、安全因素、审美需求、个性需要、成本、使用寿命等等结构设计应考虑的主要因素舒适、美观功能、实用……个性化需要强度……活动：指出下列结构设计考虑的主要因素和基本要求。案例分析：
《户外广告牌结构设计的抗风问题》创意相框设计创意相框设计著名桥梁设计 赵州桥又名安济桥，建于隋大业(公元605-618)年间，是著名匠师李春建造。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。 技术角度：1、功能：兼顾了水陆交通，方便了车马通行2、结构设计：拱肩加拱的“敞肩”结构。3、技术施工：石拱由28道拱圈纵向并列砌成；
桥台是既浅又小的普通矩形文化角度： 赵州桥的弧形平拱和敞肩小拱给人以巨身轻灵、跃跃欲飞的动感。
桥两边的栏板和望柱上，都雕有各种精美图案，刀法苍劲，造型生动。赵州桥2008北京奥运会主体育场“鸟巢”第五节 欣赏和评价典型结构设计非洲馆澳大利亚馆法国馆波兰馆中国馆第五节 欣赏和评价典型结构设计
学习目标
在掌握典型结构与设计的基础上，了解典型结构设计的欣赏与评价；
了解典型结构，能从科学、艺术、环境、民俗角度加以欣赏，从而提高鉴赏能力，培养科学的审美观。
学习过程
一、欣赏和评价典型结构设计
优秀的结构设计不仅表现在结构的实用功能上，也表现在形式上，特别是功能与形式的统一上。古今中外许多能工巧匠把结构的功能与形式恰当地结合起来，形成了一些经典的结构。
赏析结构设计作品，可以从技术与文化两个角度进行。
技术角度主要有：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。
文化角度主要有：结构的文化寓意与传达；公众认可的美学原则；反映的时代、民族、习俗方面的特征；结构的个性特征等。
二、热点问题
⒈北京奥运主会场结构设计，各种体育场馆的结构设计。
⒉三峡工程结构设计。
⒊现代家具结构的设计。
三、本章练习题目
⒈填空：在工程中，结构分为________、_______、_______三种最基本的类型；影响结构强度的主要因素有__________、_________、__________；影响结构稳定性的主要因素有__________、_________、____________________、结构的底面积。
⒉分析下列物体的结构类型，判断哪一个不属于壳体结构。
A．西瓜 B．圆形陶瓷饰品 C．贝类 D．金字塔 E．椰子
⒊我们常用的“A”形梯不采用铝合金片状构件，而采用长方形截面的构件。这说明下列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
⒋空间桁架结构又叫（ ）结构。
A．缆索 B．铰接 C．球形空间 D．立体桁架
⒌空间桁架由大量三角形构成，这是利用了三角形的（ ）。
A．稳定性 B．材料 C．强度大 D．面积大
⒍以下哪种结构是受自然界对结构设计形状的启发而产生的？（ ）
A．电灯泡 B．乒乓球 C．飞机的机翼 D．篮球架
E．钢笔 F．潜艇 G．课桌 H．桥梁
⒎分别在一根竹竿和一根同样尺寸的脆性塑料杆子上不断加挂相同质量的重物，竹竿比脆性塑料杆能挂更多重物而不会断裂，说明了（ ）影响结构的强度。
A．材料 B．结构的形状 C．构件横截面形状 D．构件的连接方式
⒏在自行车家族中，有性能各异的不同车型。如装有辅助小轮的童车，双梁载重车，弯梁女式车，双座双蹬的双人车等，这些特殊功能的实现，是因为设计者改变了（ ）
A．车的自重 B．车的材料 C．车的结构 D．车的大小
⒐家用落地风扇的底座一般做的比较重，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
⒑某些支撑阳台的梁做成如下图标所示形状，这主要是出于对（ ）的考虑。
A.美观 B.强度 C.安装 D.稳定性
⒒在日常生活中，你所见到的以下哪一个结构是不属于利用不稳定的结构实现某些功能的（ ）
A.游乐设施的跷跷板功能结构。 B.房间门口的活页功能结构。
C.学校运动场的篮球架结构。 D.圆珠笔的笔嘴结构。
⒓汽车的引擎盖在结构中属于哪种类型（ ）
A.实体结构 B.框架结构 C.壳体结构 D.其它
⒔建筑工程中广泛应用了三角形，房子、桥梁的桁架结构大多数是由多个三角形构成。这是运用了三角形的什么原理（ ）
A.三角形的稳定性 B.三角形的结实 C.三角形用料少 D.三角形简单
⒕构件的受力形式多种多样，基本的受力形式有（ ）（多选题）
A.拉力，压力 B.弯曲力，扭转力 C.下滑力，摩擦力 D.剪切力
⒖小明准备设计一盏台灯，从技术设计的角度分析应侧重于灯的哪个部件（ ）（多选题）
A.灯泡 B.灯支架 C.灯罩 D.开关 E.底座
⒗汽车的传动轴主要受到的作用力是（ ）
A.拉力 B.压力 C.弯曲力 D.扭转力
⒘可以用受力结构的稳定性来解释的事实是（ ）
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
⒙不同的材料一般采用不同的连接方式，金属一般采用_________方式，木材一般采用_________方式，塑料一般采用_________方式，玻璃一般采用_________方式。（焊接，铆接；榫接，胶接；胶接，铆接；胶接）
⒚有的矿泉水瓶上有若干凸起的横向纹路，它的作用是什么？
答：⑴增加瓶子的强度，受力不容易变形；⑵增大手与瓶子之间的摩擦力。（便于人们抓握）
⒛观察分体式空调器压缩机在户外墙上的固定，它是通过什么方法加强牢固程度的？能否只用壁挂式方法固定，为什么？
答：分体式空调器在户外的固定一般采用铁架支撑的方式，铁架由三角形构成，并通过膨胀螺钉固定在墙上，空调主机用螺栓连接固定在墙上。由于空调器主机自身的重力比较大，若像室内的挂机那样，打入墙体内的膨胀螺钉的强度势必不足以承受空调主机的压力而出现断裂。
21.分析题：2004年5月23日，巴黎戴高乐机场2E候机厅顶棚发生坍塌事故，造成包括两名中国公民在内的4人死亡，3人受伤。事后，法国戴高乐机场2E候机厅坍塌事故专门调查委员会15日公布调查报告认为：由于最初的安全准备不足，顶棚处于“濒临死亡”状态，虽然支撑了一段时间，但抵抗外力的能力却逐渐减弱。一系列结构上的问题使顶棚抗外力强度逐渐受损，最终导致结构坍塌。
调查委员会还指出该建筑的一些缺陷：钢筋混凝土骨架强度不够或定位不好，缺乏当某一局部构件出现问题时向其它区域分散压力的可能性，连接水泥顶棚和下层玻璃的承梁抗击外力的能力不足等。
调查报告分析认为，由于顶棚的抗外力强度不断减弱乃至消失，在某些因素的触发下，顶棚就会发生坍塌。调查委员会认为，事故有两个可能的触发因素：其中一个是气温，事故发生那天早晨的气温是4.1摄氏度，为当月最低气温；另一个因素是顶棚支柱的卡箍松弛。
请你以上述案例分析影响结构稳定性的原因是什么？以及结构的稳定性在工程技术设计中的重要性。
提示：影响结构稳定性的原因有：⑴形状。结构的形状略有改变，强度就会改变；⑵材料。不同的材料有承受不同应力极限的能力，形状相同，材料不同，强度就不同；⑶材料的连接方式。不同的连接方式，受力传递方式和效果不一样。
物体的结构对物体的稳定性至关重要，当物体的结构发生改变时，必定引起物体发生坍塌。
22.在设计制作“壁挂书架”时，其中支撑架的材料可以选用绳索吗？为什么？
答：不行，因为此处的支撑架是一种支撑力，而绳索只能施加牵引力。
23.人们最早利用混凝土的时候，只是把他当作人造石材。作为人造石材的混凝土与一般石材一样，虽然有较好的耐压性能，但是经不起拉力。除了其形状很容易满足人们的需求外，它与其它石材并没有特殊的优点。但是，它有一个重要的性质，那就是它的膨胀系数与钢材很接近。因此，它可以与钢材紧密结合起来。当人们把混凝土与钢材结合起来做梁后发现：“这样的梁既能受压也能受拉（因为钢材善于受拉，混凝土善于受压），其强度比用混凝土做成的梁的强度大的多。现请你根据上述描述，画出钢筋混凝土梁的简单结构图。（提示：钢筋混凝土梁的简单结构图如下）
24.从技术、文化角度欣赏评价中国古建筑的结构——飞檐（如：长江大桥边上的岳阳楼）
答：飞檐是中国古建筑的屋顶结构的特色之一。屋顶的曲线，向上微翘的飞檐，使得原是异常沉重的屋顶，反而随着线的曲折，显出向上挺举的飞动轻快。
⑴技术角度
①功能：飞檐的向外和向上探伸翘起的屋角，使十分庞大、高耸的屋顶显得格外生动而轻巧，扩大了采光面，有利于排泄雨水。
②结构设计：以岳阳楼为例，岳阳楼三层建筑均有飞檐。挑出的飞檐，由斗拱承托，承托飞檐的方木块叫做“斗”，托着斗的木条叫做“拱”。飞檐的造型美并没有脱离建筑屋顶本身的结构功能而独立，其轮廓和谐、对称都是在合理的受力结构基础上所产生的。屋面凹曲，屋檐、屋角和屋顶的飞脊都是弯曲的，形成曲线和直线的巧妙组合。
③技术施工：岳阳楼是纯木结构，飞檐、斗拱及整个建筑没有用一钉一铆，仅靠木制构件的彼此接连，经受岁月的剥蚀而昂然耸立了上百年。飞檐、斗拱的结构之复杂、工艺之精美，令人惊叹！
⑵文化角度：飞檐的造型减轻了古建筑大屋顶的沉重感，使建筑静中有动，增添了建筑物飞动轻快的美感。飞檐造型传出尊贵、凝重的寓意，体现了高贵、华美的风韵，丰富了中国古代建筑文化。现代建筑设计师们对它也异常偏爱，使得这一特殊的中国古典建筑结构得以演变、改进和发展，并流传下来。
25.从技术、文化角度欣赏评价现代设计师阿纳·雅格布森设计的蛋形椅。
丹麦设计师阿纳·雅格布森的作品十分强调通过细节的设计，以达到整体的完美，他把家具、地板、灯具等的细节看成与建筑总体设计一样重要。1958年，他为斯堪的纳维亚航空公司旅馆设计的蛋形椅是他的典型代表作之一。
⑴技术角度：
①功能：在使用功能上，蛋形椅具有与其它椅子相同的功效。
②结构设计：蛋形椅的结构简洁大方，独脚支撑，支撑脚线条明快，均以不锈钢为材料，椅面和靠背是用热压胶合板整体成型。
⑵文化角度：整体造型精炼、雅致，具有雕塑般的美感和强烈的时代气息。这一设计改变了传统的实用主义设计理念，形成优雅的浪漫主义设计风格，导致了人们对家具的重新理解，引发了20世纪60年代新型家具的出现。
课件29张PPT。经典结构的欣赏 优秀的结构设计不仅表现在结构的实用功能上,也表现在形式上,特别是功能与形式 的统一上。古今中外许多能工巧匠把结构的功能与形式恰当地结合起来, 形成了一些经典的结构。 如何赏析结构设计作品？赏析结构设计作品,可从技术与文化两个角度进行。
（1）技术的角度主要有：结构功能、稳固耐用、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。
（2）文化的角度主要有：文化寓意与传达，公众认可的美学原则，反映的时代、民族、习俗方面的特征、结构的个性特征等。阅读：赵州桥 在主拱券的上边两端又各加设了二个小拱，一是可节省材料，二是减少桥身自重（减少自重15%），而且能增加桥下河水的泄流量。
1979年5月，由中国科学院自然史组等四个单位组成联合调查组，对赵州桥的桥基进行了调查，自重为2800吨的赵州桥，而它的根基只是有五层石条砌成高1.55米的桥台，直接建在自然砂石上。这么浅的桥基简直令人难以置信。梁思成先生1933年考察时还认为这只是防水流冲刷而用的金刚墙，而不是承纳桥券全部荷载的基础。他在报告中写道：“为要实测券基，我们在北面券脚下发掘，但在现在河床下约70-80厘米，即发现承在券下平置的石壁。石共五层，共高1.58米，每层较上—层稍出台，下面并无坚实的基础，分明只是防水流冲刷而用的金刚墙，而非承纳桥券全部荷载的基础。因再下30-40厘米便即见水，所以除非大规模的发掘，实无法进达我们据学理推测的大座桥基的位置。” 饕餮,最贪吃,能吃能喝,常饰于鼎的盖子上。因它能喝水,几乎在古代桥梁外侧正中都能见到,防止大水将桥淹没。 赵州桥栏板上的饕餮(仿隋朝栏板） 1991年9月，赵州桥被美国土木工程师学会选定取为第十二个“国际土木工程里程碑”，并在桥北端东侧建造了“国际土木工程历史古迹”铜牌纪念碑。
案例分析：
岳阳楼 飞檐5层，从楼的纵向看各层排檐与楼名直接有关，形如黄鹤，展翅欲飞。整座楼的雄浑之中又不失精巧，富于变化的韵味和美感。 黄鹤楼斗拱 斗拱是中国木构架建筑特有的结构构件，在结构上挑出承重，并将屋顶的大面积荷载经斗拱传递到柱上。它有一定的装饰作用，又是屋顶和屋身的过渡。此外，它还是封建社会森严的等级制度的象征和重要的建筑尺度衡量标准。斗拱一般使用在高级的官式建筑中，称为大式建筑。因为斗拱的重要性，历代建筑对它十分重视，使它成为判断建筑时代的重要标志之一。 释迦木塔位于应县城内西北佛宫寺内，俗称应县木塔。建于辽清宁二年（公元1056年），金明昌六年（公元1195年）增修完毕。是我国现存最高最古的一座木构塔式建筑。为全国重点文物保护单位。
应县木塔的设计，广泛采用斗拱结构，全塔共用斗拱54种，每个斗拱都有一定的组合形式，设计科学严密，构造完美，巧夺天工，是一座既有民族风格、民族特点，又符合宗教要求的建筑，在我国古代建筑艺术中可以说达到了最高水平，即使现在也有较高的研究价值。应县木塔 中国古建筑以木材、砖瓦为主要建筑材料，以木构架结构为主要的结构方式。此结构方式，由立柱、横梁、顺檩等主要构件建造而成，各个构件之间的结点以榫卯相吻合，构成富有弹性的框架。木构架结构有很多优点。首先，承重与围护结构分工明确，屋顶重力由木构架来承担，外墙起遮挡阳光、隔热防寒的作用，内墙起分割室内空间的作用。由于墙壁不承重，这种结构赋予建筑物以极大的灵活性。其次，有利于防震、抗震。木构架结构很类似今天的框架结构，由于木材具有的特性，且构架的结构所用斗拱和榫卯又都有若干伸缩余地，因此在一定限度内可减少由地震对这种构架所引起的危害。“墙倒屋不塌”形象地表达了这种结构的特点。中国古代建筑的特点 阅读：案例分析 蛋形椅 ?? 阿纳?雅格布森被认为是20世纪丹麦最有成就的建筑师，室内设计师，家具设计师和手工艺品设计师，也是仅有的几个将自己的名字镌刻在建筑与设计这两个领域历史里的设计师。
他的作品不仅是博物馆中的经典藏品，更成为丹麦人日常生活中不可缺少的一部分，如一个杯子或者一盏壁灯。 它的作品呈现出一种批判的地方色彩，是传统手法与功能信条的冲撞。他的每一个作品均具有适合的尺度、细节和意念。他还为自己的大部分建筑作品设计家具和配件。对作品，他注重细节，材料的选用，传统与实用的结合。雅格布森是个功能主义者，但他是个浪漫的功能主义者。他的整体设计思想，包括建筑概念，平面设计，构成比例，色彩、质料、陈设、灯光、织物等都应表达相同的内涵和主题。练习：盖里椅 功能：在使用功能上，盖里椅具有其他椅子相同的功效，唯一的缺点是没有扶手，而且椅子面过于平直，坐久了人会觉得不舒服。
结构设计：盖里椅结构上简洁大方,线条明快,有流动感。占地面积小，却十分平稳。但椅子的旋转性差，不能随意转动使得它灵活性也差。
制造技术：盖里椅要达到整体统一的完美线条和弯曲效果，还要考虑到重心的位置高低和椅子承受能力的大小，对制造来说，是一次挑战。
审美：盖里椅的结构传达出一种盘旋上升、奋发向上的精神，具有雕塑般的美感和强烈的时代气息，形成了优雅的浪漫主义设计风格。
作为当代杰出设计大师雅格布森的设计作品，盖里椅流畅柔软的线条带给人轻松的心情，金属的质感透过视觉冲击人们的内心。坐着的人在不知不觉中陷入雅格布森那宁静而又充满想象的世界。 “最好的设计便是没有设计。”正如这句话一样，盖里椅的设计其实算不上设计，但它确给了人们另一番感受。 中国古典家具榫卯结构欣赏 古代的木工技艺一直是中国古典家具中令人神往的一面，木工运用巧妙的构思创造出传奇般的榫卯结构。中国榫卯的起源可能比汉字还要早。早在7000年前的河姆渡文化中，榫卯技术已经出现在原始先民们居住的木结构的房子中。榫卯是中国建筑中最早具有科学设计意义的语言，在我们民族文明发展史上，如同汉字的发明源远流长、自成体系。家具发展规律是传承了传统建筑木结构原理。传统建筑的精华是以无与伦比、错综复杂的榫卯斗拱设计而赋予它生命的。经典的家具如同建筑的浓缩，让我们更容易体会先民们的智慧。 中国传统家具的榫卯结构到明代达到高峰。海外性坚质细的硬木因郑和下西洋而不断进入中国。使匠师们对于硬木操作积累了丰富的经验，把复杂而巧妙的榫卯结构按照他们的意图制造出来。构件之间，完全不用金属钉子。全凭榫卯就可以做到上下、左右、粗细斜直连接合理，面面俱到。其工艺之精确，扣合之严密，使人有天衣无缝之感。硬质材料对榫卯要求特别高，这是硬质材料本身的特点所致，它不像其他软木那样有耐受性。硬质木材顾名思义就是一个“硬”字，大凡硬木都坚而脆，无伸缩性。 榫卯必须做得松紧得宜、科学合理，如果榫大眼小，装榫时用力过大则易开裂，榫小眼大则易脱落。而软木榫眼，一般榫大眼小，用力装榫，打入眼中，眼不裂而榫则压缩变小不会损坏。标准要求是：硬木榫用锤子轻轻敲打可以装入眼中，即不裂开，也不脱落。明式家具制造工艺技术之精湛，结构之合理可以说是史无前例的，在使家具达到所需要的力学强度的同时，又实现了功能与形式的完美统一。
