技術與設計2專題一結構與設計

2022-09-28 03:18:03 字數 3606 閱讀 5507

【學習目標】

1、了解結構的涵義

2、認識結構的主要型別: 實心(實體結構)結構、框架結構、殼體結構等

3、掌握結構強度的概念;知道影響因素有材料、形狀、連線方式等

4、掌握結構穩定性的概念;知道影響因素有重心高低、支撐面大小、結構形狀等

【知識要點】

1、結構的涵義

從力學角度:結構是能夠抵抗變形和承受力、傳遞力的架構形態。

2、結構的分類

實心結構、框架結構、殼體結構。(另有桁架結構、拱形結構、纜索結構等)

練習1:下列結構是什麼型別的?

3、結構的強度

概念:結構受力後,抵抗破壞(塑性變形和斷裂)的能力。

影響結構強度的因素:主要有材料、形狀、連線方式等

(1)、材料:不同的材料抵抗破壞的能力不同,故有不同的強度;相同材料不同方向上強度可能不同,如木材在橫向和縱向紋理方向上的強度不同。

(2)形狀:結構的形狀不同,抵抗破壞的能力即強度不同。

①整體結構形狀不同:典型的是金剛石分子結構與石墨分子結構。

②構件截面的形狀不同:構件截面的形狀(圓形、環形、工字形、槽形、口字型、l形等)不同,強度不同

(3)構件之間的連線方式:

剛性連線:連線後的構件之間不能發生相對運動。榫接、焊接、鉚接、粘接、緊螺紋連線等形成剛性連線。(榫接用於木材的連線,較釘接、粘接的連線強度高。焊接及鉚接屬於不可拆連線。)

活動連線:連線後的構件之間可以發生相對運動。1、鉸接:

構件連線後只能相對轉動,不能相對移動。如:傘骨之間的連線、門與門框之間的連線等。

2、滑動連線:構件連線後只能相對移動,不能相對轉動。如:

推拉窗與窗框之間的連線。

練習21、如圖所示為一木質花架。立柱與水平板的連線可採用等方式 ,其中的強度最高。

2、為增加此花架的強度,設計時可採用的方法有:

(1(2

(33、若採用鋼材製作花架,可採用的連線方式有等。

4、結構的穩定性:

概念:結構受力時保持原有平衡狀態的能力(不發生傾倒、移動的能力)稱結構的穩定性。

影響結構穩定性的因素有:

(1)重心位置: 重心低穩定.

(2)支撐面的大小:結構與地面接觸所圍成的面積叫支撐面,較大的支撐面能保證結構有較好的穩定性。

(3)結構的形狀:三角形最穩定。

思考:1、接觸面是否等於支撐面?是不是支撐面越大就一定越穩定?比薩斜塔為何不倒?

2、是不是結構的強度越大越穩定,結構的強度和結構的穩定性有什麼不同?

練習31、比較三人的穩定性,並說明理由。

2、靈巖寺位於泰山西北麓,明代文學家王世貞遊後嘆曰:「遊泰山而不至靈岩,不成遊也。」 寺內闢支塔(如圖)為宋代建築,磚結構,高54公尺。分析該塔是如何提高穩定性的?

【解題思路】

結構有關內容是高考重點之一。解決與結構有關問題時,可以從強度和穩定性出發。強度是結構受力時抵抗破壞的能力,與結構使用的材料、結構的形狀及構件連線方式有關。

穩定性是結構受力時保持平衡狀態的能力,與結構的重心位置(高低、是否在支撐麵內)、支撐面大小、結構的形狀有關。

【鞏固練習】

1、分析下列物體的結構型別,判斷哪乙個不屬於殼體結構。

a.西瓜 b.圓形陶瓷飾品 c.貝類 d.金字塔 e.椰子

2、汽車的引擎蓋在結構中屬於哪種型別( )

a.實體結構 b.框架結構 c.殼體結構 d.其它

4、可以用受力結構的穩定性來解釋的事實是( )

a.拔河的繩子斷裂 b.廣告牌被颱風吹倒

c.雞蛋在某種情況下可以承受很大的外力

d.耳機與電腦主機的插口接觸不良,聽不到**

5、使用a字形(人字)梯,往往在梯子中間用一根拉桿或繩子固

定,其主要目的是( )

a.增加梯子強度

b.減少人對梯子的壓力

c.增加梯子的穩定性

d.促使梯子美觀

6、家用落地風扇的底座一般做的比較重,這是為了( )

a.增加風扇的強度 b.增加風扇的穩定性 c.安裝電線的需要 d.更加美觀

7、某些支撐陽台的梁做成如下圖示所示形狀,這主要是出於對( )的考慮。

a.美觀 b.強度 c.安裝 d.穩定性

8、對結構的強度和穩定性,下列說法正確的是( )

a、物體的結構強度越大,其穩定性越大。

b、照相機的三腳架穩定是因為它與地面的接觸面積大。

c、結構形狀不同,其穩定性也不同。 d、運動的物體無法保持穩定

9、某若學校操場上的不鏽鋼旗桿上部被風折斷,其主要原因是( )

a、鋼管的穩定性差

b、鋼管的強度不夠

c、鋼管的重心太低

d、鋼管的根部固定於地基的深度不夠

10、人們最早利用混凝土的時候,只是把他當作人造石材。作為人造石材的混凝土與一般石材一樣,雖然有較好的耐壓性能,但是經不起拉力。除了其形狀很容易滿足人們的需求外,它與其它石材並沒有特殊的優點。

但是,它有乙個重要的性質,那就是它的膨脹係數與鋼材很接近。因此,它可以與鋼材緊密結合起來。當人們把混凝土與鋼材結合起來做梁後發現:

「這樣的梁既能受壓也能受拉(因為鋼材善於受拉,混凝土善於受壓),其強度比用混凝土做成的梁的強度大的多。現請你根據上述描述,下列鋼筋混凝土結構中,鋼筋布局合理的是( )

【高考鏈結】

1、(09年淄博一模題)折疊床是方便、實用的家庭生活用品。如圖是一款長度為2公尺、寬度為0.8公尺、高0.

45公尺的對折床(半塊床板正面及背面圖),長期使用後,床面區域性位置發生了變形下陷,紙質床面板損壞,形成明顯的凹坑,睡覺時極不舒服。

(1)從結構角度分析,折疊床設計存在的不足是( )

①床面板選材不當,承重不足

②折疊床太高

③床面中部承載較大處的鋼管間距偏大;

④床腳形成的支撐面太小;

⑤床長度方向上設定的軟鐵條不能有效承力和傳力。

abcd.③④⑤

(2)由鋼管組成的主床架和橫向支承依然結實,針對性地加固即可恢復其功能。從下面給出的方法中找出兩種較好的加固措施填序號)

①加焊橫向鋼管,使支承間距變小;

②床面板用紙板材料更新; ③床面板更換成較厚的膠合板;

④在床面上繃尼龍繩網; ⑤在每塊床板正中焊接一固定支腿。

2、(09年淄博二模試題14)小明設計了乙個放置cd盤的cd架,並製作了如圖所示的原型。其中「支板」、「人物造型」均使用木質材料,各構件之間採用乳膠連線。使用中發現:

支板上所放cd盤達到一定數量時,「人物造型」會被壓倒、壓斷, 以下針對這一問題的改進措施無效的是( )

a.加大人物造型與支板之間的接觸面

b.將人物造型改用鐵質材料

c.將人物造型做得更瘦更高

d.人物造型與支板之間改用釘接、鉚接或其他更牢固的連線方式

3、(09年高考題34)小華喜歡做家務,他發現傳統長臂式晾衣架不方便撐起掛圓領衣物,於是嘗試對衣架進行改造並製作出木製可變形衣架(右圖)。

(1)改造後他發現衣架出現了結構不穩定的問題。為此他設計了4種改進方案,其中最穩定的是( )

(2)製作晾衣架產生的木屑可以變廢為寶用來製作蚊香,那麼,使用下列哪一種工具產生的木屑最適宜直接製作蚊香?

a.鋸子b.斧子c.鑿子d.刨子

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