通用技术结构与设计资料.ppt

第一章结构与设计;白金汉宫 ;长城;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？;第一节? 初识结构 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、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。 物体的主体框架与构造形式，称为架构。;——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;在我们这个课里，不去讨论广义的结构。而只限定在“工程结构”的范围内。 什么是工程结构？ 工程结构是指能承受和传递外加荷载的承力系统，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。常常简称为结构。 ;工程结构的主要功能就是承受和传递各种形式的外载，保证结构的可靠工作。如 ： ——秋千的吊索，主要承受拉力； ——桥梁的桥墩，主要承受压力； ——连接齿轮和轴的键，主要承受剪力； ——汽车方向盘的轴，主要承受扭力； ——单杠的杠体（上面的横杠），主要承受弯力。 ;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 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;（2）框架结构：其特征是几何外形较为复杂，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。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。;南京长江大桥;（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。;枭龙战机;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。;第二节 典型结构案例分析 一、单杠结构分析 1、单杠的结构 ;2、杠体的受力与变形 3、立柱、拉杆的受力与变形;二、棚室屋架结构分析 1、棚室的荷载 恒载（永久性荷载）：指作用在结构上长期不变的荷载，如结构自重等。 活载（可变性荷载）：指作用在结构上可变的荷载，如风载、雪载等。 偶然荷载：指出现概率很小，一旦出现量值很大且持续时间很短的荷载，如爆炸力、龙卷风等。 2、立柱的受力 ;3、梁的受力 4、拱结构的应用;第三节 结构的强度与稳定性 一、简易技术试验 内力如何抵抗外力图示 ;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 。 内力，就是用来抵抗外力与变形，并力图使变形部分复原的力。;;结构的最大内力越大，要破坏它所需的外力也就越大，也可以说，它的强度越大。 强度可以通过应力来衡量。;如何判断外力能否破坏结构 1、假设内力等于外力，计算出应力，与容许应力比较，如果大于容许应力，结构会被破坏。 2、由容许应力计算出最大内力，如果外力比最大内力还要大，则结构会被破坏。;一根筷子和一把筷子的故事;答：一根筷子的截面积小，所受应力就大；多根筷子一起，截面积变大了，所受应力就小了 ;三、影响结构强度的因素 1、形状：构成的形状略有改变，强度就会改变。 2、材料：不同的材料有承受不同应力极限的能力。 3、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。;四、稳定性的概念 1、摆的平衡与稳定