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1、2022年高中通用技術 1.1認識結構教案 地質(zhì)版
學習目標
了解結構的含義,掌握常見結構的類型、受力特點、應用場合;
學習內(nèi)容
一、初識結構:
⒈結構的含義
結構是指事物內(nèi)部的組成、排列及其相互之間的關系。在技術領域,結構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)。結構的各組成部分,通常稱為構件。例:人體結構,分子結構,階級結構,文章的結構,汽車結構,桌子結構,地球結構等。
結構的本質(zhì):物體會受到各種各樣的力,結構是可承受一定力的架構形態(tài),可用來抵抗引起形態(tài)和大小改變的力。簡單地說,結構是為了承受力和抵抗變形,這便是結構的本質(zhì)。
⒉為什么要學
2、習結構?
系統(tǒng)的功能對其結構有著絕對的依賴性。所以有人說,結構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),不同的結構,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化學有機物結構不同性質(zhì)不同(色素);
⑷同樣的六個字“這個人表現(xiàn)好”“這個人好表現(xiàn)”,但因排列不同,就形成了一褒一貶;
⑸用同樣的材料,做出的結構不同的小板凳就會有不同的特性,有的穩(wěn),有的不穩(wěn);
⑹各種材料組成結構可以使“死的”材料變成“活的”機器。如:發(fā)動機、電子計算機……
結構不合理就會產(chǎn)生嚴重的后果,如橋斷、
3、屋塌……所以我們應學習結構,將來去創(chuàng)造結構。
⒊什么是工程結構?
工程結構是指能承受和傳遞外加載荷的承力系統(tǒng),包括桿、板、殼等構件及其組合體。也就是說,工程結構可以是單個的構件,如:一根桿,一塊板,一條繩,也可以是一個由不同構件組合起來的組合體。如:一座橋,一張桌子,一架飛機等,它們都可以叫做工程結構。技術課主要研究工程結構,簡稱結構。
⒋幾個重要概念
⑴鉸接:桁架全由三角形組成,接頭全為旋轉接頭,稱為鉸接。
⑵架構:物體的主體框架與構造形式。
⑶構件:組成結構的各組成部分??梢允且粋€零件,也可以是多個零件的組合。
二、常見結構的類型(從力學的架構與形態(tài)考慮)
⒈實心結構
⑴
4、實心結構通常是指結構體本身是實心的結構。房屋的墻體、水庫的大壩、古代的城墻等,都屬于實心結構。
⑵幾何特征及受力:幾何外形簡單,通常有桿(柱)、板、體等之分。它的受力特點是能承受較大的力,外力分布在整個體積中。
⒉框架結構
⑴框架結構通常是指結構體由細長的構件組成的結構。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構。
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,可以是實心的,也可以是管材。
⑶幾何特征及受力:幾何外形較為復雜,其特點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,可以設置成不同框架的組合。
⒊殼體結構
⑴常見物品:飲水杯、文具盒、裝甲車、油罐、雞蛋、西瓜……
⑵結構特征:殼體內(nèi)空時,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:殼受沖擊力時,外力由弧面整體分擔承受,抵抗變形。
⒋組合結構
⑴在日常生活中我們常見的結構大部分都是組合結構,如:大壩都是拱形和實心結構的組合體;圓頂大廈的頂部都是框架結構和殼體結構的組合(又叫球形空間桁架結構)。
⑵結構的類型種種:纜索結構、桁架結構、空間桁架結構、球形空間桁架結構等。
⑶組合結構的受力:復雜(這是大學結構力學將要學習的)。