1.3 结构功能的实现 课件-2023-2024学年高中通用技术苏教版（2019）必修《技术与设计2》

第2节《稳固结构的探析》 第五师高级中学 艾克拜尔 1 【任务二】——探析结构的强度 生活中断裂的物体 结构的强度 ——结构具有的抵抗被外力破坏的能力。 物体的结构强度不够(抵抗不住外力的破坏) 结构受到外力时,内部的各质点之间会发生相互作用,产生一种抵抗的力,称为内力 内力用于抵抗外力与变形,并力图使变形部分复原。 单位横截面上所产生的内力,叫做应力 其中 ,F 是内力 ,S 是受力面积 , 是应力。 PS:当应力达到某一极限值时, 结构就会遭到破坏。 影响结构强度的主要因素 (1)结构的形状 三角形是框架结构中最基本的形状之一,它结实、不易变形、所用材料最少。 在结构设计中,一些结构形状只要稍微加以改变就可大大提高强度。 普通纸板 蜂窝板 瓦楞板 相同材料,相同截面积,不同截面形状的构件强度不同。 影响结构强度的主要因素 (2)结构的材料 目前很多桥梁都是使用的钢筋混凝土结构,它的好处是什么? 混凝土梁含有加固钢筋, 混凝土擅长抗压力, 而钢筋擅长抗拉力, 它们共同形成了非常牢固的结构。 【问题探讨】混凝土浇注平台时,钢筋处在上中下的哪个位置为好? 混凝土擅长抗压力,而钢筋擅长抗拉力 结构构件的连接通常有以下两类: 铰连接 刚连接 3、结构构件之间的连接方式 1)铰连接:被连接的构件在连接处不能相对移动,但 可相对转动。 2)刚连接:被连接的构件在连接处既不能相对移动,也不能相对转动。 榫接 胶接 焊接 构件连接方式 同一结构有哪几种连接方式?当横梁受到向下的荷载作用时,请分析哪种连接方式的强度更好。 (1) (2) (4) 下图结构属哪种连接方式? 连接方式对结构强度的影响还体现在连接件的选择上。以铆接为例,铝制空心铆钉主要用于受载荷不大的铆接场合,而不锈钢铆钉则用在高拉力、耐腐蚀的场合。 结构的强度 与结构的形状有关 与构件的材料有关 与构件间的连接方式有关 小结 3《结构功能的实现》 任务一 感悟结构与功能的关系 结构不仅是事物存在的一种形式,而且是对事物的功能和作用产生着直接影响。 事物的结构决定了其功能 任务一:感悟结构与功能能的关系 案 例 伞与拐杖 多用螺丝刀 多用军刀 第1题:伞的外形结构与拐杖相似,伞骨架和伞面可以折叠结构决定了其收缩功能;螺丝刀和多用军刀的组合结构决定了其多功能的用途 任务一 感悟结构与功能的关系 功能往往是人们需求的体现: 使用的人群、场合、需求不同,功能也有所不同。在设计中,一般通过该改变结构实现不同的功能。 折叠自行车 多功能沙发 多功能台灯 功能的实现需要相应的结构来保证 任务一 感悟结构与功能的关系 功能的实现,需要相应的结构来保证 结构设计时往往要根据具体的功能确定具体的尺寸、位置、数量、连接方式等要素。 可升降站立式办公桌 任务一 感悟结构与功能的关系 结构与功能的关系往往还需要考虑使用的环境、时间等因素。结构在规定使用期限内和规定的条件下,完成预定功能的可能性称为可靠性。 可靠性是安全性、适用性、耐久性的总称。 1.安全性:指结构在正常使用时能承受可能出现的各种荷载。 2.适用性:指结构在正常使用时具有良好的工作性能 3.耐久性:指结构在规定环境下和预定设计使用年限内,能保持正常使用 任务二——欣赏经典结构的案例 飞檐 任务二 欣赏经典结构的案例 赏析结构作品设计,可以从技术与文化两个角度进行赏析 技术的角度主要有: 1.结构的使用功能的实现; 2.结构的稳固耐用; 3.结构造型设计的创意和表现力; 4.材料使用的合理性; 5.工艺制造的精湛程度等。 文化的角度主要有: 1.结构的文化寓意与传达; 2.公众认可的美学原则; 3.反映的时代、民族、习俗方面的特征; 4.结构的个性特征等。 岳阳楼 技术角度:飞檐、斗拱以及整个建筑没用一根钉。榫卯结构实现连接,工艺精湛。 文化角度:飞檐造型减轻了古建筑大屋顶的沉重感,有静中有动的感觉。增添了建筑飞动轻快的美感。飞檐造型传达出尊贵、凝重的寓意,体现了高贵华美的风韵,丰富了古代建筑文化。 妙趣横生的“蚂蚁椅” (1)四脚支撑往外倾斜,支撑面大,稳定性好,便于叠放 (2)限制:由于脚与脚之间无横档相连,对强度有影响,因而要采用强度较高的金属材料,才能满足椅子的适使用。 怎样欣赏斗拱的文化与技术? 一、它位于柱与梁之间,由屋面和上层构架传下来的荷载,要通过斗拱传给柱子,再由柱传到基础,因此,它起着承上启下,传递荷载的作用。 二、它向外出挑,使建筑物出檐更加深远,造形更加优美、壮观。 三、区别建筑等级的标志。越高贵的建筑斗拱越复杂、繁华。 谢谢观看 作业:校本练习本P12-13 赵 州 桥 【课堂练习】 1. 如图所示为一款孕妇、老人和病人使用的坐便器,现发现其强度不够,以下措施不能提高坐便器强度的是( ) A. 椅腿换用直径较粗材料