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1、2022年高中通用技術(shù) 1.1認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)教案 地質(zhì)版
學(xué)習(xí)目標(biāo)
了解結(jié)構(gòu)的含義,掌握常見結(jié)構(gòu)的類型、受力特點(diǎn)、應(yīng)用場合;
學(xué)習(xí)內(nèi)容
一、初識(shí)結(jié)構(gòu):
⒈結(jié)構(gòu)的含義
結(jié)構(gòu)是指事物內(nèi)部的組成、排列及其相互之間的關(guān)系。在技術(shù)領(lǐng)域,結(jié)構(gòu)是指物體的各組成部分之間的搭配和排列,確定的搭配和排列決定了物體的性質(zhì)和形態(tài)。結(jié)構(gòu)的各組成部分,通常稱為構(gòu)件。例:人體結(jié)構(gòu),分子結(jié)構(gòu),階級(jí)結(jié)構(gòu),文章的結(jié)構(gòu),汽車結(jié)構(gòu),桌子結(jié)構(gòu),地球結(jié)構(gòu)等。
結(jié)構(gòu)的本質(zhì):物體會(huì)受到各種各樣的力,結(jié)構(gòu)是可承受一定力的架構(gòu)形態(tài),可用來抵抗引起形態(tài)和大小改變的力。簡單地說,結(jié)構(gòu)是為了承受力和抵抗變形,這便是結(jié)構(gòu)的本質(zhì)。
⒉為什么要學(xué)
2、習(xí)結(jié)構(gòu)?
系統(tǒng)的功能對(duì)其結(jié)構(gòu)有著絕對(duì)的依賴性。所以有人說,結(jié)構(gòu)不僅是事物存在的形式,更是事物特性的依據(jù)。
在自然界,相同的物質(zhì),不同的結(jié)構(gòu),表現(xiàn)出不同特性的現(xiàn)象處處可見。
⑴同樣是的水,有液態(tài)、氣態(tài)、固態(tài)。
⑵同樣是碳,但有最硬的固體金剛石和最軟的固體石墨存在;
⑶化學(xué)有機(jī)物結(jié)構(gòu)不同性質(zhì)不同(色素);
⑷同樣的六個(gè)字“這個(gè)人表現(xiàn)好”“這個(gè)人好表現(xiàn)”,但因排列不同,就形成了一褒一貶;
⑸用同樣的材料,做出的結(jié)構(gòu)不同的小板凳就會(huì)有不同的特性,有的穩(wěn),有的不穩(wěn);
⑹各種材料組成結(jié)構(gòu)可以使“死的”材料變成“活的”機(jī)器。如:發(fā)動(dòng)機(jī)、電子計(jì)算機(jī)……
結(jié)構(gòu)不合理就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果,如橋斷、
3、屋塌……所以我們應(yīng)學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu),將來去創(chuàng)造結(jié)構(gòu)。
⒊什么是工程結(jié)構(gòu)?
工程結(jié)構(gòu)是指能承受和傳遞外加載荷的承力系統(tǒng),包括桿、板、殼等構(gòu)件及其組合體。也就是說,工程結(jié)構(gòu)可以是單個(gè)的構(gòu)件,如:一根桿,一塊板,一條繩,也可以是一個(gè)由不同構(gòu)件組合起來的組合體。如:一座橋,一張桌子,一架飛機(jī)等,它們都可以叫做工程結(jié)構(gòu)。技術(shù)課主要研究工程結(jié)構(gòu),簡稱結(jié)構(gòu)。
⒋幾個(gè)重要概念
⑴鉸接:桁架全由三角形組成,接頭全為旋轉(zhuǎn)接頭,稱為鉸接。
⑵架構(gòu):物體的主體框架與構(gòu)造形式。
⑶構(gòu)件:組成結(jié)構(gòu)的各組成部分??梢允且粋€(gè)零件,也可以是多個(gè)零件的組合。
二、常見結(jié)構(gòu)的類型(從力學(xué)的架構(gòu)與形態(tài)考慮)
⒈實(shí)心結(jié)構(gòu)
⑴
4、實(shí)心結(jié)構(gòu)通常是指結(jié)構(gòu)體本身是實(shí)心的結(jié)構(gòu)。房屋的墻體、水庫的大壩、古代的城墻等,都屬于實(shí)心結(jié)構(gòu)。
⑵幾何特征及受力:幾何外形簡單,通常有桿(柱)、板、體等之分。它的受力特點(diǎn)是能承受較大的力,外力分布在整個(gè)體積中。
⒉框架結(jié)構(gòu)
⑴框架結(jié)構(gòu)通常是指結(jié)構(gòu)體由細(xì)長的構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)。教室的門窗常用木框架,蔬菜大棚的棚體、建筑用腳手架、輸電鐵塔等都是框架結(jié)構(gòu)。
⑵組成:由梁、柱、桿、管等組成,也有用板件組成的。這里的桿或板,可以是實(shí)心的,也可以是管材。
⑶幾何特征及受力:幾何外形較為復(fù)雜,其特點(diǎn)是支撐空間而不充滿空間,能承受垂直和水平荷載。依據(jù)功能和使用條件的不同,可以設(shè)置成不同框架的組合。
⒊殼體結(jié)構(gòu)
⑴常見物品:飲水杯、文具盒、裝甲車、油罐、雞蛋、西瓜……
⑵結(jié)構(gòu)特征:殼體內(nèi)空時(shí),受力合理、形態(tài)穩(wěn)定。殼的幾何形狀有折線式(方形、長方形、多邊形)的、圓弧形的和拱形的等。
⑶受力特點(diǎn):殼受沖擊力時(shí),外力由弧面整體分擔(dān)承受,抵抗變形。
⒋組合結(jié)構(gòu)
⑴在日常生活中我們常見的結(jié)構(gòu)大部分都是組合結(jié)構(gòu),如:大壩都是拱形和實(shí)心結(jié)構(gòu)的組合體;圓頂大廈的頂部都是框架結(jié)構(gòu)和殼體結(jié)構(gòu)的組合(又叫球形空間桁架結(jié)構(gòu))。
⑵結(jié)構(gòu)的類型種種:纜索結(jié)構(gòu)、桁架結(jié)構(gòu)、空間桁架結(jié)構(gòu)、球形空間桁架結(jié)構(gòu)等。
⑶組合結(jié)構(gòu)的受力:復(fù)雜(這是大學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)將要學(xué)習(xí)的)。