结构与设计
第一节 认识结构
认识结构
了解结构
蜜蜂是自然界是卓越的建筑大师
认识结构
了解结构
蜂巢由几千甚至数万个蜂房组成，每个都是大小相等的六棱柱体，底面由3个 全等的菱形面封闭起来，形成一个倒角的锥形。每排蜂房平行排列并相互嵌接。 这种结构用材最小而容积最大
认识结构
了解结构
问题：
柔软的蜘蛛网为什么 能捕抓到昆虫？
从力学角度：结构是指可承受定力的架构 形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。
1.结构决定了物体的形状和状态。
铁丝（韧性高）
2.结构决定了物质的性质。
折叠： 螺旋弯曲：
例：石墨与金刚石
认识结构
结构与力
根据构件的受力和变形形式，可将构件受力 分为： 拉力、压力、剪切力、弯曲力、扭转力
认识结构
结构类型
认识结构
结构类型
3、壳体结构：
定义：通常是指层状的结构。
受力特点： 外力作用在结构体的表面上。 举例：摩托车头盔、贝壳……
认识结构
案例分析
分析：在交通事故中，摩托车手如何起到保护作用？
当出现交通意外时，摩托车手头盔的某一部 位受到一个大的撞击力，由于头盔是壳体结构， 在受撞击时外力沿壳体分布出去，使得所受力迅 速分布到头盔表面，形成整个头盔表面均匀受力， 这是对外力的第一次减弱，起到了保护摩托车手 安全的作用。
认识结构
结构与力
任何事物，只要存在，就有它自己的结构。 形状 ——结构 ——力
认识结构
结构与力
结构不同 受力情况不同
三个板凳哪个更结实？
认识结构
结构与力
• 构件：椅面、椅背、椅 腿等
– 椅子要承受哪些力？
椅子自身重力、人的压力……
– 椅子的形状和大小变化？
形状和大小基本不变
认识结构
结构与力
按物体的 结构形态：
实体结构 框架结构 壳体结构
认识结构
结构类型
1、实体结构：
定义：结构体本身是实心的结构。 受力特点： 外力分布在整个体积中。 举例：实心墙、大坝……
认识结构
结构类型
2、框架结构：
定义：结构体由细长的构件组成的结构。
受力特点： 能承受水平和垂直方向的荷载。 举例：铁架塔、建筑用脚手架、厂房的框架……
• 蜘蛛网呈辐射网状结构。
• 小昆虫撞在蜘蛛网上，拼命的挣扎，会使蜘蛛网发生 形变，但它却不能将蜘蛛网撞破，因为蜘蛛网在变形 的过程中，可以将运动产生的力分散掉。
认识结构
了解结构
建筑物的结构必须坚固、稳定性好。 高的建筑物更要能够抵御强风、地震 等自然力的破坏
认识结构
了解结构
赵州桥
明石海峡大桥
桥主要承受自身的重力、通行车辆 的压力、风力和水流的冲击力等
认识结构
课堂练习
指出表中所列事物的结构类型，在对应栏打“√”。
物体结构 实体结构 框架结构 壳体结构 组合结构
栅栏 圆形陶瓷装饰品
√ √
冰山
√
高层建筑的穹顶
√
钢化玻璃锅盖 竹排
√ √
汽车外壳
√
苍耳子与尼龙搭扣
鸟与飞机
鹰眼与导弹跟踪系统