专题30 工程与受力分析-2025-2026学年浙教版科学八年级上册尖子生培优点对点突破

专题30 工程与受力分析 典题导航： 题型一：建筑结构及分类 题型二：建筑结构与功能 题型三：建筑结构与受力分析 一、建筑结构及分类 1．壳体结构通过曲面板材承载，能够承受较大的压力，壳体结构的优点是能够承受较大的荷载，且能够提供较大的无柱空间。下列著名建筑中，不属于壳体结构的是（　　） A．国家游泳中心“水立方” B．悉尼歌剧院 C．国家大剧院 D．北京天坛 【答案】D 【解析】A、国家游泳中心 “水立方” 的墙面与屋顶采用形似水泡的 ETFE 膜构成的曲面结构，属于壳体结构，故该选项正确。 B、悉尼歌剧院的屋顶是典型的曲面壳体结构，能承受较大荷载，故该选项正确。 C、国家大剧院的外形是曲面壳体结构，属于壳体结构，故该选项正确。 D、北京天坛的建筑结构属于实体结构，不是壳体结构，故该选项错误。 故答案为：D。 2．如图所示为建于1960年的浙江建德新安江的白沙大桥。该桥长362m，高24m，面宽11m，六孔。栏杆上雕有大小石狮二百五十六只，神态各异，栩栩如生。桥堍有迎客亭，亭中“白沙桥”三字汉白玉石碑为郭沫若题。此桥建筑技术总结了我国古代赵州桥和卢沟桥的结构特点而有所创新，轻巧明快，气势雄伟。根据所学知识判断，其桥墩的建筑结构类型为（　　） A．框架结构 B．壳体结构 C．实体结构 D．构件结构 【答案】C 【解析】 A、框架结构由梁、柱等构件组成，桥墩不是这种结构，故该选项错误。 B、壳体结构是曲面形态受力，桥墩不符合，故该选项错误。 C、实体结构是实心的，依靠自身实体性承受荷载，桥墩属于实体结构，故该选项正确。 D、构件结构不是初中科学中建筑结构的分类类型，故该选项错误。 故答案为：C。 3．房屋、桥梁、塔等各种建筑都有结构。关于结构一词，下列说法中不正确的是（　　） A．结构指组成事物的各部分之间的有序搭配和空间排列 B．结构存在于人类创造的各种事物中，而自然界中并不存在 C．不同的事物往往具有不同的结构 D．不同的结构具有不同的功能 【答案】B 【解析】 A、结构指组成事物的各部分之间的有序搭配和空间排列，A正确。 B、结构不仅存在于人类创造的各种事物中，自然界中也广泛存在结构，比如雪花的六角形结构、蜂巢的六边形结构等，B错误。 C、不同的事物往往具有不同的结构，例如桥梁有梁桥、拱桥、斜拉桥等不同结构，C正确。 D、不同的结构具有不同的功能，比如三角形结构具有稳定性，常用于建筑的支撑部分，D正确。 故答案为：B。 4．水库的大坝、房屋的墙体、城墙等的结构类型与特点是 （　　） A．混合结构，能承受一定的压力，形状复杂而烦琐 B．实体结构，特点是结构体实心，能承受较大的压力 C．框架结构，通常由细长构件组成，自身质量较小，能承受各种荷载 D．壳体结构，具有很好的表面传力性能 【答案】B 【解析】 水库的大坝、房屋的墙体、城墙等需要承受较大的压力，所以采用的是实心的实体结构。 故答案为：B。 5．室内落地晒衣架具有晾晒容量大、稳定、可折叠等特点，其实用性满足全家晾晒需求。某室内落地晒衣架如图所示(对称位置杆件标号相同)。请分析材料，完成下列题目。晒衣架整体所组成的结构，其结构类型为(　　) A．桁架结构 B．壳体结构 C．实体结构 D．捆扎结构 【答案】A 【解析】【分析】（1）实体结构：特点：能承受较大的压力；特征：几何外形简单，通常有杆（柱）、板、体之分，如：大坝、墙体、古城墙等。 （2）框架结构：特点：能承受垂直和水平荷载；特征：几何外形较为复杂，制作较为方便，节省用料，应用广泛，由梁、柱、杆、管等组成，支撑空间却不充满空间，如窗户、画框、房子的架构、建筑脚手架等。 （3）壳体结构：特点：壳体内空，受力合理，形态稳定：特征：几何形状有折线式（方形、多边形）的、圆弧的和拱形的，如贝壳、头盔、汽车飞机的外壳等。 【解答】桁架结构中的桁架指的是桁架梁，是格构化的一种梁式结构。桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。所以题干中的晾衣架为桁架结构。 故答案为：A。 6．下列展示的四座桥，各自的类型分别是 (　　) A．甲：斜拉桥；乙：梁式桥；丙：拱桥；丁：悬索桥 B．甲：梁式桥；乙：斜拉桥；丙：拱桥；丁：悬索桥 C．甲：梁式桥；乙：拱桥；丙：悬索桥；丁：斜拉桥 D．甲：悬索桥；乙：梁式桥；丙：拱桥；丁：斜拉桥 【答案】D 【解析】【分析】（1）梁式桥：以受弯为主的主梁作为承重构件的桥梁。主梁可以是实腹梁或桁架梁。实腹梁构造简单，制造、架设和维修均较方便，广泛用于中、小跨度桥梁，但在材料利用上不够经济。 （2）斜拉桥：由主梁、拉索及索塔组成的组合结构体系。拉索一端锚固在桥塔上，另一端锚固在主梁上，将主梁的恒载和活载传递到桥塔，再通过桥塔传递到基础和地基。 （3）拱桥：在竖直荷载作用下，拱的两端支承处除有竖向反力外，还有水平推力。由于水平推力的作用，拱内产生轴向压力，并大大减小了跨中弯矩，使桥梁的承载能力显著提高。 （4）悬索桥：以悬索为主要承重结构的桥梁。其主要构造是：缆、塔、锚、吊索及桥面，一般还有加劲梁。 【解答】甲图是悬索桥，乙图是梁式桥，丙图是拱桥，丁图是斜拉桥。 故答案为：D。 7．建筑结构的类型。 （1）框架结构：以　 　作为梁和柱组成的结构。如：钱塘江大桥。 （2）壳体结构：层状的结构，由若干块薄板组成，薄板做成具有　 　的外形。如：国家大剧院。 （3）实体结构：结构体本身是　 　的结构。如：桥墩、房屋的基座、雕塑的基座、城墙等。 【答案】（1）刚性的杆 （2）曲面轮廓 （3）实心 【解析】 （1）框架结构以刚性的杆作为梁和柱组成结构。 （2）壳体结构中薄板做成具有曲面轮廓的外形。 （3）实体结构本身是实心的结构。 8．蜂窝结构是覆盖二维平面的最佳拓扑结构。蜂窝结构是蜂巢(如图所示)的基本结构，是由一个个同样大小且相同形状的单房、房口全朝下或朝向一边、背对背对称排列组合而成的一种结构。这种结构有着优秀的几何力学性能，因此在材料领域中有广泛应用。请回答下列问题： （1）蜂窝的每一个蜂房都是　 　形状的，使得每一个蜂房都被其他蜂房包围。 （2）蜂窝的这种结构非常精巧，其最突出的优点是　 　 （3）蜂房的精妙结构不仅令自然学家们叹为观止，更激发了科学家们的浓厚兴趣。通过深入探索，科学家们意外地发现并开发出一种具有蜂窝结构的新型材料，在工程领域中，这种材料在隔音、隔热、导流、电磁屏蔽以及缓冲吸能等方面展现出广泛的应用潜力。请举例说明： 　 　 【答案】（1）角柱体 （2）用料少、空间利用率高 （3）航天飞机、宇宙飞船等航天器 【解析】 （1）蜂窝的每一个蜂房都是正六边形形状的，正六边形可以在平面上紧密排列，使得每一个蜂房都被其他蜂房包围； （2）蜂窝这种结构最突出的优点是能够以最少的材料获得最大的空间，并且具有良好的稳定性。从几何角度看，正六边形的排列方式在覆盖二维平面时，材料的利用率最高；从力学角度，其结构能均匀地分散压力，具有较好的稳定性； （3）蜂窝结构的新型材料在缓冲吸能等方面有优势，可应用于航天飞机、宇宙飞船等航天器，提升其性能。 9．建筑结构除了框架结构、壳体结构、实体结构外，常见的分类还有混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构、剪力墙结构等类型，每种结构具有不同的材料特性和适用场景。主要建筑结构类型及特点如下： ①混凝土结构：包括素混凝土、钢筋混凝土及预应力混凝土结构，特点是抗压性能强、耐久性高，但自重大，施工周期长，抗拉性能较弱。 ②砌体结构：以砖、石或混凝土砌块砌筑，成本低且耐腐蚀，常见于多层住宅和办公楼。局限性：强度低、抗震性差，施工效率低。 ③钢结构：以钢材为主，具有轻量化、施工快的优势。需注意防火防锈，成本较高。 ④剪力墙结构：依靠钢筋混凝土墙体承重，侧向刚度大(在水平方向上耐受力强)。 （1）桥墩、水坝等建筑常用　 　结构来建造，原因是　 　 （2）体育馆等大跨度建筑及高层建筑可采用　 　结构来建造。 （3）高层住宅需要考虑抗风抗震，常用　 　结构来建造。常用这种结构建造高层建筑的承重墙，原因是　 　 【答案】（1）混凝土；这类建筑需要较强的抗压性能 （2）钢 （3）剪力墙；钢筋混凝土墙体承重能力强，侧向刚度大 【解析】【分析】（1）混凝土结构的特点是抗压性能强、耐久性高。桥墩、水坝等建筑需要承受较大的压力，混凝土结构的抗压性能能够满足其受力需求。 （2）钢结构具有轻量化、施工快的优势，适合大跨度建筑及高层建筑对结构强度和施工效率的要求。 （3）剪力墙结构依靠钢筋混凝土墙体承重，侧向刚度大（在水平方向上耐受力强），高层住宅需要抗风抗震，这种结构的侧向刚度能有效应对水平方向的力。 【解答】（1）桥墩、水坝等建筑主要承受压力，而混凝土结构的特点是抗压性能强、耐久性高。所以桥墩、水坝等建筑常用混凝土结构来建造，原因是混凝土结构抗压性能强、耐久性高，适合承受较大压力。 （2）体育馆等大跨度建筑及高层建筑，需要结构具有轻量化且施工快的特点，钢结构以钢材为主，具有轻量化、施工快的优势。所以体育馆等大跨度建筑及高层建筑可采用钢结构来建造。 （3）高层住宅需要考虑抗风抗震，剪力墙结构依靠钢筋混凝土墙体承重，侧向刚度大（在水平方向上耐受力强），能很好地满足抗风抗震的需求。所以高层住宅常用剪力墙结构来建造。常用这种结构建造高层建筑的承重墙，原因是剪力墙结构侧向刚度大，在水平方向上耐受力强，能有效抵抗风荷载和地震作用。 二、建筑结构与功能 10．如图所示，预制板是20世纪早期建筑当中用的楼板，属建筑工程模件或板块。因为是在预制场生产加工成型的混凝土预制件，直接运到施工现场进行安装，所以叫预制板。预制板在建筑上的用处很多，如公路旁边的水沟上盖住的水泥板、房顶上做隔热层的水泥板都是预制板。下列说法中，不正确的是（　　） A．预制板如建筑积木，减少了现场施工时间，提高了施工效率 B．用预制板建造的房子比框架结构、剪力墙结构的房子的抗震能力差 C．预制板常做成空心，可节省材料、减轻质量，但隔音、隔热效果不佳 D．为提升抗弯曲能力，设计生产时一般在预制板的上侧增加钢筋的数量 【答案】D 【解析】 A、预制板在预制场加工好后直接运到现场安装，就像建筑积木一样，这样大大减少了现场施工的时间，提高了施工效率，A正确。 B、预制板连接相对不够紧密，与框架结构、剪力墙结构相比，其整体性较差，所以抗震能力相对较弱，B正确。 C、预制板做成空心，能够节省材料，减轻自身质量，但是这种结构使得其隔音、隔热效果不太好，C正确。 D、预制板在承受压力时，下侧受到拉伸，上侧受到挤压，为了提高抗弯曲能力，设计生产时一般在预制板的下侧增加钢筋的数量，因为钢筋的抗拉能力强，而不是上侧，D错误。 故答案为：D。 11．结构的稳定性指结构在外力的作用下维持其原有的平衡状态的能力。为增强建筑结构的稳定性，下列说法中，正确的是（　　） A．建筑结构的重心越低、支撑面越大，其结构越稳定 B．混凝土同时具有较好的抗压性和抗拉性 C．四边形结构通过增加竖杆的数量可增强其稳定性 D．混凝土中加入钢筋可增强抗压性以提升其强度 【答案】A 【解析】 A、建筑结构的重心越低，就越不容易倾倒；支撑面越大，结构的稳定性也越好。就像一个大而矮的桌子比一个高而窄的桌子更不容易翻倒，A正确。 B、混凝土具有较好的抗压性，但抗拉性较差，B错误。 C、四边形结构是不稳定结构，增加竖杆的数量不能从根本上增强其稳定性，三角形结构具有稳定性，C错误。 D、混凝土中加入钢筋主要是为了增强其抗拉性，而不是抗压性，D错误。 故答案为：A。 12．建筑结构需要良好的稳定性，结构抵抗外力作用的能力与结构的形状、材料、结构的连接方式等因素有密切的联系。在框架结构中，下列形状属于最紧固稳定的结构是（　　） A．三角形 B．四边形 C．五边形 D．六边形 【答案】A 【解析】 A、三角形结构具有稳定性，是框架结构中最紧固稳定的形状，故该选项正确。 B、四边形结构具有不稳定性，容易发生变形，故该选项错误。 C、五边形结构不具备三角形那样的稳定性，在外力作用下易变形，故该选项错误。 D、六边形结构也不具备三角形的稳定性，易发生形状改变，故该选项错误。 故答案为：A。 13．如图所示的一款 A 字形折叠梯，下列关于其结构的分析，合理的是（　　） A．杆1的主要作用是为了提高稳定性 B．杆2、杆3的主要作用是为了提高稳定性 C．增大立柱的横截面积，可提高梯子的稳定性 D．杆2、杆3可由一根铝合金杆替代 【答案】B 【解析】 杆1的作用是为了增加结构的强度，杆2、杆3的主要作用是为了提高稳定性，故B正确，而ACD错误。 故选B。 14．如图所示为球门框架的示意图。图中四个尺寸中，是从稳定性角度考虑的是(　　) A．① B．② C．③ D．④ 【答案】C 【解析】 支撑面面积越大，稳定性越好，③尺寸是出于稳定性考虑。 故答案为：C。 15．钢筋混凝土的放置原理：钢筋擅长抗拉，混凝土擅长抗压。据此判断，关于室内横梁与阳台横梁，下列说法中正确的是 (　　) A．室内横梁整体受扭转，上部铺设多根钢筋 B．室内横梁整体受扭转，下部铺设多根钢筋 C．室内横梁整体受弯曲，下部铺设多根钢筋 D．阳台横梁整体受弯曲，下部铺设多根钢筋 【答案】C 【解析】 室内横梁整体受弯曲，是向上弯曲，所以下面受拉，钢筋擅长抗拉，所以下部铺设多根钢筋；阳台横梁整体受弯曲，是向下弯曲，所以上部铺设多根钢筋。 故选C。 16．在摩托车事故中，70%以上的驾乘人员死亡都是没有戴头盔或者是头盔质量不合格造成头部受伤所致。质量合格的安全头盔能有效保护人的头部，这是因为(　　) A．合格头盔是一个良好的壳体结构，坚硬的壳体能承受较大的力，从而有效保护头部 B．合格头盔的密封性好，里面的空气能起到缓冲撞击的作用 C．合格头盔制作优良，与头部之间的空隙小，与头部形成一个整体，是一个坚固的实体结构 D．合格头盔视野清晰，可以帮助车主避免交通事故的发生 【答案】A 【解析】 量合格的安全头盔能有效保护人的头部，是因为合格头盔是一个良好的壳体结构，坚硬的壳体能承受较大的力，从而有效保护头部。 17．（2025七上·金东）如图所示的沙滩伞，以下说法不符合事实的是 （　　）。 A．沙滩伞的设计需要考虑防水性、稳定性等多方面因素 B．在制作沙滩伞过程中，要应用到多项技术 C．沙滩伞的伞面有许多三角形结构，起到了更稳固的作用 D．沙滩伞的上大下小设计利于提高抗风能力 【答案】D 【解析】 A、沙滩伞的设计需要考虑防水性（防止下雨时漏水）、稳定性（在风吹等情况下保持稳定）等多方面因素，故该选项正确。 B、在制作沙滩伞过程中，涉及到材料选择、结构设计、加工工艺等多项技术，故该选项正确。 C、沙滩伞的伞面有许多三角形结构，三角形具有稳定性，起到了更稳固的作用，故该选项正确。 D、沙滩伞上大下小的设计不利于提高抗风能力，上大下小在风吹时更容易被吹倒，故该选项错误。 故答案为：D。 18．木工师傅要制作一款木制画架，他要完成的主要环节有：A.刷漆；B.画线；C.开凿榫眼、制作榫头；D.锯割；E.装配与测试。 （1）制作该画架的正确顺序是：　 　→　 　→C→ 　 　→　 　(填字母)。 （2）请问该画架属于　 　结构。 （3）请根据所学知识说明为什么该画架具有较好的稳定性。 【答案】（1）B；D；E；A （2）框架 （3）该画架具有较好的稳定性是因为画架的三个脚围成的支撑面积较大 【解析】 (1)制作该画架的正确顺序是：画线→锯割→ 开凿榫眼、制作榫头 →装配与测试→刷漆。 故答案为：B → D →C → E → A。 （2）由图可知，画架属于框架结构，是由刚性的杆作为梁和柱组成的结构。 （3）由图可知，该画架的三个脚围成的支撑面积较大，且为三角形，所以具有较好的稳定性。 19．建筑结构的功能。 （1）结构的稳定性：结构在外力的作用下，维持其原有的平衡状态的能力。影响结构稳定性的因素：重心的高低、支撑面的大小、结构的形状。重心越　 　，支撑面越　 　，结构越稳定。三角形结构比其他形状的结构　 　。 （2）结构的强度与材料的关系：结构的强度与材料直接相关。混凝土具有较好的　 　性，但抗拉性较差。钢材具有较强的　 　性。结构的其他功能：建筑结构还要考虑透光性、隔热性、审美、文化等其他功能。 【答案】（1）低；大；更稳定 （2）抗压；抗拉 【解析】 （1）对于结构稳定性，重心越低，支撑面越大，结构越稳定；三角形结构比其他形状的结构更稳定。 （2）混凝土的特点是抗压性能较好，能承受较大的压力，但抗拉性能较差，容易在受拉时损坏；钢材则具有较强的抗拉性能，能较好地承受拉力。 20．国家游泳中心，又名“水立方”“冰立方”，位于北京市朝阳区北京奥林匹克公园内，“水立方”的墙面与屋顶采用3万多个钢质构件构成的框架，外围包裹着形似水泡的ETFE膜。于2008年1月正式竣工，2020年11月27日，国家游泳中心冬奥会冰壶场馆改造工程通过完工验收，“水立方”变身为“冰立方”。国家游泳中心是2008年北京奥运会的精品场馆和2022年北京冬奥会的经典改造场馆，也是唯一一座由港澳台同胞、海外华侨华人捐资建设的奥运场馆，曾被评为“中国十大新建筑奇迹”。试从“绿色、科技、人文”的角度说明其建筑理念与功能是如何相结合的。 【答案】“水立方”的外围包裹着形似水泡的ETFE膜，既隔热又透光，既能利用太阳能来提高泳池水温和室温，又能利用自然光线解决白天的照明问题，起到节能的目的；ETFE膜具有防火功能；“水立方”与圆形的国家体育场(“鸟巢”)相互呼应，相得益彰，体现了“天圆地方”的中国传统文化思想. 【解析】 绿色角度：“水立方” 外围的 ETFE 膜既隔热又透光，能利用太阳能提高泳池水温和室温，利用自然光线解决白天照明问题，达到节能目的，将绿色节能理念与建筑功能（泳池水温调节、照明）相结合。 科技角度：采用钢质构件构成的框架结构，外包 ETFE 膜材料，ETFE 膜具备防火功能，通过先进的材料科技和结构设计，保障了建筑的安全性与使用功能，实现科技与建筑功能的融合。 人文角度：“水立方” 与 “鸟巢” 建筑形态呼应，体现 “天圆地方” 的中国传统文化思想，且由港澳台同胞、海外华侨华人捐资建设，蕴含人文情怀，将人文文化内涵与建筑的纪念意义、文化价值功能相结合。 21．如图所示，比萨斜塔是世界建筑史上的一大奇迹。由于塔身过重和地质松软，南面的地基比北面低约2m。施工期间塔身就出现了轻微倾斜，随着工程的进行，倾斜程度不断增加。塔身建到第三层时，可明显看出塔身倾斜，曾一度导致停工。一百多年以后，工程师经过精心测量和计算，证明比萨斜塔虽倾斜，但不会倒塌，从而使工程继续按原设计施工，直到竣工。试从影响结构稳定性的因素分析工程师的证明依据。 【答案】①影响结构稳定性的因素有多种，主要有重心位置的高低、结构与地面接触所形成的支撑面的大小和结构的形状等。 ②重心越低，稳定性越好；重心越高，稳定性越差；结构与地面接触所形成的支撑面积越大，结构越稳定；结构的形状不同，其稳定性也不同，在平面中，三角形的稳定性比较好。 ③结构重心的位置高低影响结构稳定性的结论成立是有条件的，该条件为结构重心所在点的垂线是否落在结构底面的范围内，落在底面范围内就是稳定的，反之就会不稳定。工程师证明比萨斜塔虽倾斜，但不会倒塌的依据是他测算出比萨斜塔的重心仍然落在比萨斜塔的支撑面内。 22．小宇设计制作了一个自动升旗控制系统的模型，该模型由声音播放电路、定时电路、电机调速电路和滑轮机械装置构成，可以实现在播放音乐的时间内，控制旗子匀速上升到旗杆顶端。为了使模型显得更为整洁美观，小宇等同学在老师的建议下，又设计制作了升旗台，将旗杆固定在升旗台上，将电池、电路板、电机等隐藏在升旗台内，同时还进行了性能测试，编写了设计报告。 （1）从形态方面考虑，升旗台属于　 　(填“实体结构”“框架结构”或“壳体结构”)。 （2）测试显示，该模型有很好的稳定性，其主要原因是　 　。 【答案】（1）壳体结构 （2）重心低或支撑面积大 【解析】 （1）由图可知，升旗台属于壳体结构，由若干薄块组成。 （2）该升旗台重心低、支撑面积大，所以稳定性好。 23． 火山喷发和地震都是破坏力极大的自然灾害。 （1）如图甲，火山喷发出的岩浆来自地幔中的④　 　。 （2）为减少地震灾害，建筑师们设计了抗震建筑物，如图乙所示。这两种设计属于抗震建筑物的是　 　的楼房。在抗震楼房中，起抗震作用的关键设计是　 　。 【答案】（1）软流层 （2）基础隔离；基础隔离支架 【解析】 （1）火山喷发的岩浆来自地幔中的④软流层。 （2）由乙图对比可知，拥有基础隔离的楼房在地震来临时，楼房主题结构没有被破坏，更安全；抗震建筑中起关键作用的是基础隔离支架，能够有效的减少地震的水平作用的破坏； 24． 为减少地震危害，建筑师设计了抗震建筑物，如图所示。读图并回答问题。 （1） 如图所示的两种设计中，属于抗震建筑物的是　 　的楼房。 （2） 在抗震楼房中，起抗震作用的关键设计是　 　。 【答案】（1）基础隔离 （2）基础隔离支架 【解析】 （1）基础隔离技术是一种有效的抗震设计手段，通过在建筑物基础与上部结构之间设置隔离层，如橡胶隔震支座等，当地震发生时，隔离层可以吸收和耗散地震能量，减小地震对上部建筑物的影响，从而提高建筑物的抗震能力，所以属于抗震建筑物的是采用基础隔离设计的楼房。 （2）在抗震楼房中，起抗震作用的关键设计是 “基础隔离支架”，通常也称为橡胶隔震支座或隔震装置。其工作原理是在地震时，利用橡胶等材料的弹性变形和阻尼特性，将地震传来的能量进行隔离和耗散，使建筑物的上部结构在地震中只产生相对较小的位移和振动，如同在建筑物底部安装了一个 “减震垫”，大大降低了地震对建筑物的破坏作用，从而达到抗震的目的。 三、建筑结构与受力分析 25．结构能够承受一定的力，能够通过形变来抵抗力的作用。每个结构都需要承受一定大小的力的作用。下列说法中，正确的是（　　） A．用相同的材料制作的不同形状的结构，能够承受力的大小相同 B．用不同的材料制作的形状相同的结构，能够承受力的大小相同 C．由于自身重力的原因，将钢材竖直放置时长度会一定程度缩短 D．横梁水平放置时承受竖直方向的力，横梁的下侧产生压缩形变 【答案】C 【解析】 A、用相同材料制作的不同形状的结构，受力能力不同，能承受力的大小不同，故该选项错误。 B、用不同材料制作的形状相同的结构，由于材料力学性能不同，能承受力的大小不同，故该选项错误。 C、钢材自身有重力，竖直放置时会受到压力，长度会一定程度缩短，故该选项正确。 D、横梁水平放置承受竖直方向的力时，上侧产生压缩形变，下侧产生拉伸形变，故该选项错误。 故答案为：C。 26．当弧形拱受到向下的压力F1时，拱被压缩，拱的各部分相互挤压，压力F1被拱传递，对基座产生作用力，下列关于基座受到的力的分析，正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】 拱被压缩，拱的各部分相互挤压，压力F1被拱传递，对基座产生作用力，此时处于静止状态，受力平衡，故基座产生向上的支持力与压力平衡，同时拱有变平的趋势，因而相对于基座向外运动的趋势，故受到的摩擦力向内，根据力的作用是相互，基座受到的压力竖直向下，摩擦力水平向外，故A符合题意。 故答案为：A。 27．小明家附近要建一个水库，他构思了四种混凝土拦水坝方案，方案中圆圈的大小表示钢筋的粗细，虚线表示水。混凝土抗压强度远大于抗拉强度，钢筋抗拉强度大于抗压强度。从结构强度的角度分析，下列方案中，合理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析 】如图选项为拱坝，为了将上游水带来的压力通过水坝结构传递给两岸以及坝地沿基，水坝需要将凸起的一面朝向上游位置；由于上游水压会将压力施加在迎水面上，背水面受到拉力，因此应该将粗钢筋置于背水面，细钢筋置于迎水面； 故选C。 28．如图所示为阳台承重结构示意图。挑梁是阳台主要承重构件，一般会在上、下部铺设受力钢筋。下列对挑梁的分析正确的是 （　　） A．挑梁受弯曲形变，上部铺设多根钢筋 B．挑梁受压形变，下部铺设多根钢筋 C．挑梁受弯曲形变，下部铺设多根钢筋 D．挑梁受压形变，上部铺设多根钢筋 【答案】A 【解析】 通过结构图可以看到挑梁上方承受着阳台和室内地面的压力，所以挑梁上不应该铺设很多钢筋来承受来自上方的压力，压力导致挑梁发生弯曲形变。 故答案为：A。 29．室内落地晒衣架具有晾晒容量大、稳定、可折叠等特点，其实用性满足全家晾晒需求。晒衣架如图所示(对称位置杆件标号相同)。当杆件1上晒上衣物被褥等物品时，下列针对各杆件受力变形的分析中，正确的是 (　　) A．杆件1受弯曲，杆件2受拉伸，杆件3受压缩 B．杆件1受弯曲，杆件2受压缩，杆件3受压缩 C．杆件1受拉伸，杆件2受压缩，杆件3受拉伸 D．杆件1受压缩，杆件2受拉伸，杆件3受拉伸 【答案】C 【解析】 当杆件1上晒上衣物被褥等物品时，杆件1受拉伸，杆件2受压缩，杆件3受拉伸，所以选项C符合题意。 故答案为：C。 30．建筑结构受力与形变。 （1）建筑构件受力时发生形变的类型：　 　、　 　、　 　等。 （2）构件形变的作用：构件通过　 　来抵抗力的作用。三种典型构件受力与形变的特点。 横梁 横梁呈水平放置，承受竖直方向的力的作用时，发生的形变是弯曲，横梁弯曲时有些部位被压缩，有些部位被拉伸 三角形桁架 三角形桁架结构是由杆件连接成三角形的一种空间结构。三角形桁架受力时，构成三角形三条边的杆件有的被压缩，有的被拉伸 弧形拱 弧形拱构件的顶部受到向下的压力时，拱的各个部分都被压缩 【答案】（1）拉伸；压缩；弯曲 （2）形变 【解析】 （1）建筑构件受力时发生形变的类型有拉伸、压缩、弯曲等。 （2）构件通过形变来抵抗力的作用。 31．赵州桥(如图所示)又称安济桥、大石桥，位于河北省石家庄市赵县城南的洨河上，始建于隋代(公元595年一605年)，由著名匠师李春设计建造，是世界上现存年代最久、跨度最大、保存最完整的单孔坦弧敞肩石拱桥。请回答下列问题： （1）拱桥是用　 　作为桥身主要承重结构的桥，赵州桥的建造材料是　 　。 （2）赵州桥的桥梁称为“敞肩拱”，指的是　 　；“敞肩拱”的意义在于　 　 （3）除了杭州的拱宸桥，请再举出浙江省境内或你家乡的石拱桥：　 　 【答案】（1）拱圈或拱肋；石料 （2）桥梁的两端各设置两个小拱；减轻桥自身所受重力、提升泄洪能力 （3）临平塘栖的广济桥、绍兴的广宁桥、德清的寿昌桥、嘉兴的长虹桥、建德的白沙桥等(合理即可) 【解析】 （1）拱桥的核心承重结构是拱，利用拱的力学特性分散荷载；赵州桥是石拱桥，建造材料为石材（石块砌筑而成）； （2）“敞肩拱”的结构特点是大拱两肩开设小拱（而非实心拱肩）；从功能与结构角度，小拱既利于洪水期泄洪（减少水流冲击），又能减轻桥身自重、节省建材，同时优化了整体受力，提升桥梁稳定性； （3）浙江省内有诸多历史石拱桥，如绍兴八字桥（宋代古桥，兼具交通与泄洪功能的石拱桥）、泰顺廊桥（部分廊桥下部为石拱结构，如北涧桥）、义乌古月桥（宋代单孔石拱桥）等。 32．市政府决定在某湿地公园安装双人秋千供市民休闲娱乐，现有 A、B两款秋千以供选择，如图所示。请仔细观察并根据学习的结构知识，回答以下问题： （1）从力学的架构与形态考虑，秋千属于哪种基本结构?　 　。 （2）如果两款秋千的材质及构件的粗细一样，那么哪一款秋千的安全系数更高?请简要说明理由：　 　。 【答案】（1）框架结构 （2）B款秋千；B款秋千利用三角形结构，对横杠的支撑更稳固 【解析】 （1）从力学的架构与形态考虑，秋千属于框架结构。 （2）如果两款秋千的材质及构件的粗细一样，B款秋千的安全系数更高。理由：因为B款秋千利用三角形结构，对横杠的支撑更稳固。 33．自然界中的椰子、桂圆、西瓜、贝类、蛋、龟等都属于壳体结构。它们遵循着适者生存的法则，经过漫长岁月的演变，选择了最合理的外形。它们以较薄的外壳，获得了较大的承受外力的卓越性能。这一事实，给我们带来了发明创造的灵感。请回答下列问题： （1）为什么它们以较薄的外壳，获得了较大的承受外力的卓越性能?　 　。 （2）人们运用仿生学，制造了许多壳体结构的物品，请举几例：　 　。 【答案】（1）这种结构受到外力冲击时，外力将由弧面整体分担承受，可抵抗变形(合理均可) （2）头盔、国家大剧院等(合理均可) 【解析】 （1）壳体结构是指层状的结构。其受力特点是：通过外壳传递力和承受外力，当外壳顶部受力，能将力均匀扩散。如摩托车手的头盔、飞机的外壳、贝壳等。这种结构受到外力冲击时，外力将由弧面整体分担承受，抵抗变形。 （2） 人们运用仿生学，制造了许多壳体结构的物品，例子有：头盔、国家大剧院、头盔、平安帽、台球、灯泡等。 34．国家大剧院如图所示，它的整个壳体钢结构重达6475 吨，东西向长轴跨度212.2米，是目前世界上最大的穹顶。为什么能建起如此宏伟的建筑，秘密就在于其外形结构：壳体结构。从外观看，蛋壳、蚌壳这些壳体结构有的像半球形，有的成拱形，有的像圆球形，有的像不规则但非常美丽的弧形。尽管它们形态各异，却有着共同的力学特征：壳体结构在受到外力作用时，能够把力均匀分散在壳体的各个部分，使壳体单位面积上受到的力并不大，更为重要的是，在壳体上不存在作用力集中于一个地方的情况。 （1）下列著名建筑中没有利用壳体结构的是____。 A．悉尼歌剧院 B．金字塔 C．赵州桥 D．北京大兴国际机场 （2）鸡蛋握在手中不易损坏是因为____。 A．鸡蛋壳很厚 B．鸡蛋壳的硬度很大 C．鸡蛋壳内部是空心的 D．鸡蛋壳属于壳体结构 （3）站立在地面上，人的脚能够承载较大的重量，主要是因为____。 A．脚骨骼的数量多 B．脚部的肌肉发达 C．脚骨骼组成拱形结构 D．脚骨骼比钢铁还要坚硬 （4）下列对壳体结构受力示意图分析正确的是____。 A． B． C． D． 【答案】（1）B（2）D（3）C（4）C 【解析】(1)悉尼歌剧院顶部、赵州桥拱形造型、北京大兴国际机场顶部利用了壳体结构，金字塔没有利用此结构。 故答案为：B。 (2)鸡蛋壳属于壳体结构，握在手中不易损坏。 故答案为：D。 (3)脚骨骼组成拱形结构，属于壳体结构，在受力时能够把力均匀分散在壳体的各个部分，使壳体单位面积上受到的力并不大，所以能承载较大的重量。 故答案为：C。 (4)壳体结构在受到外力作用时，能够把力均匀分散在壳体的各个部分，故A、B、D不正确，C正确。故答案为：C。 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题30 工程与受力分析 典题导航： 题型一：建筑结构及分类 题型二：建筑结构与功能 题型三：建筑结构与受力分析 一、建筑结构及分类 1．壳体结构通过曲面板材承载，能够承受较大的压力，壳体结构的优点是能够承受较大的荷载，且能够提供较大的无柱空间。下列著名建筑中，不属于壳体结构的是（　　） A．国家游泳中心“水立方” B．悉尼歌剧院 C．国家大剧院 D．北京天坛 2．如图所示为建于1960年的浙江建德新安江的白沙大桥。该桥长362m，高24m，面宽11m，六孔。栏杆上雕有大小石狮二百五十六只，神态各异，栩栩如生。桥堍有迎客亭，亭中“白沙桥”三字汉白玉石碑为郭沫若题。此桥建筑技术总结了我国古代赵州桥和卢沟桥的结构特点而有所创新，轻巧明快，气势雄伟。根据所学知识判断，其桥墩的建筑结构类型为（　　） A．框架结构 B．壳体结构 C．实体结构 D．构件结构 3．房屋、桥梁、塔等各种建筑都有结构。关于结构一词，下列说法中不正确的是（　　） A．结构指组成事物的各部分之间的有序搭配和空间排列 B．结构存在于人类创造的各种事物中，而自然界中并不存在 C．不同的事物往往具有不同的结构 D．不同的结构具有不同的功能 4．水库的大坝、房屋的墙体、城墙等的结构类型与特点是 （　　） A．混合结构，能承受一定的压力，形状复杂而烦琐 B．实体结构，特点是结构体实心，能承受较大的压力 C．框架结构，通常由细长构件组成，自身质量较小，能承受各种荷载 D．壳体结构，具有很好的表面传力性能 5．室内落地晒衣架具有晾晒容量大、稳定、可折叠等特点，其实用性满足全家晾晒需求。某室内落地晒衣架如图所示(对称位置杆件标号相同)。请分析材料，完成下列题目。晒衣架整体所组成的结构，其结构类型为(　　) A．桁架结构 B．壳体结构 C．实体结构 D．捆扎结构 6．下列展示的四座桥，各自的类型分别是 (　　) A．甲：斜拉桥；乙：梁式桥；丙：拱桥；丁：悬索桥 B．甲：梁式桥；乙：斜拉桥；丙：拱桥；丁：悬索桥 C．甲：梁式桥；乙：拱桥；丙：悬索桥；丁：斜拉桥 D．甲：悬索桥；乙：梁式桥；丙：拱桥；丁：斜拉桥 7．建筑结构的类型。 （1）框架结构：以　 　作为梁和柱组成的结构。如：钱塘江大桥。 （2）壳体结构：层状的结构，由若干块薄板组成，薄板做成具有　 　的外形。如：国家大剧院。 （3）实体结构：结构体本身是　 　的结构。如：桥墩、房屋的基座、雕塑的基座、城墙等。 8．蜂窝结构是覆盖二维平面的最佳拓扑结构。蜂窝结构是蜂巢(如图所示)的基本结构，是由一个个同样大小且相同形状的单房、房口全朝下或朝向一边、背对背对称排列组合而成的一种结构。这种结构有着优秀的几何力学性能，因此在材料领域中有广泛应用。请回答下列问题： （1）蜂窝的每一个蜂房都是　 　形状的，使得每一个蜂房都被其他蜂房包围。 （2）蜂窝的这种结构非常精巧，其最突出的优点是　 　 （3）蜂房的精妙结构不仅令自然学家们叹为观止，更激发了科学家们的浓厚兴趣。通过深入探索，科学家们意外地发现并开发出一种具有蜂窝结构的新型材料，在工程领域中，这种材料在隔音、隔热、导流、电磁屏蔽以及缓冲吸能等方面展现出广泛的应用潜力。请举例说明： 　 　 9．建筑结构除了框架结构、壳体结构、实体结构外，常见的分类还有混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构、剪力墙结构等类型，每种结构具有不同的材料特性和适用场景。主要建筑结构类型及特点如下： ①混凝土结构：包括素混凝土、钢筋混凝土及预应力混凝土结构，特点是抗压性能强、耐久性高，但自重大，施工周期长，抗拉性能较弱。 ②砌体结构：以砖、石或混凝土砌块砌筑，成本低且耐腐蚀，常见于多层住宅和办公楼。局限性：强度低、抗震性差，施工效率低。 ③钢结构：以钢材为主，具有轻量化、施工快的优势。需注意防火防锈，成本较高。 ④剪力墙结构：依靠钢筋混凝土墙体承重，侧向刚度大(在水平方向上耐受力强)。 （1）桥墩、水坝等建筑常用　 　结构来建造，原因是　 　 （2）体育馆等大跨度建筑及高层建筑可采用　 　结构来建造。 （3）高层住宅需要考虑抗风抗震，常用　 　结构来建造。常用这种结构建造高层建筑的承重墙，原因是　 　 二、建筑结构与功能 10．如图所示，预制板是20世纪早期建筑当中用的楼板，属建筑工程模件或板块。因为是在预制场生产加工成型的混凝土预制件，直接运到施工现场进行安装，所以叫预制板。预制板在建筑上的用处很多，如公路旁边的水沟上盖住的水泥板、房顶上做隔热层的水泥板都是预制板。下列说法中，不正确的是（　　） A．预制板如建筑积木，减少了现场施工时间，提高了施工效率 B．用预制板建造的房子比框架结构、剪力墙结构的房子的抗震能力差 C．预制板常做成空心，可节省材料、减轻质量，但隔音、隔热效果不佳 D．为提升抗弯曲能力，设计生产时一般在预制板的上侧增加钢筋的数量 11．结构的稳定性指结构在外力的作用下维持其原有的平衡状态的能力。为增强建筑结构的稳定性，下列说法中，正确的是（　　） A．建筑结构的重心越低、支撑面越大，其结构越稳定 B．混凝土同时具有较好的抗压性和抗拉性 C．四边形结构通过增加竖杆的数量可增强其稳定性 D．混凝土中加入钢筋可增强抗压性以提升其强度 12．建筑结构需要良好的稳定性，结构抵抗外力作用的能力与结构的形状、材料、结构的连接方式等因素有密切的联系。在框架结构中，下列形状属于最紧固稳定的结构是（　　） A．三角形 B．四边形 C．五边形 D．六边形 13．如图所示的一款 A 字形折叠梯，下列关于其结构的分析，合理的是（　　） A．杆1的主要作用是为了提高稳定性 B．杆2、杆3的主要作用是为了提高稳定性 C．增大立柱的横截面积，可提高梯子的稳定性 D．杆2、杆3可由一根铝合金杆替代 14．如图所示为球门框架的示意图。图中四个尺寸中，是从稳定性角度考虑的是(　　) A．① B．② C．③ D．④ 15．钢筋混凝土的放置原理：钢筋擅长抗拉，混凝土擅长抗压。据此判断，关于室内横梁与阳台横梁，下列说法中正确的是 (　　) A．室内横梁整体受扭转，上部铺设多根钢筋 B．室内横梁整体受扭转，下部铺设多根钢筋 C．室内横梁整体受弯曲，下部铺设多根钢筋 D．阳台横梁整体受弯曲，下部铺设多根钢筋 16．在摩托车事故中，70%以上的驾乘人员死亡都是没有戴头盔或者是头盔质量不合格造成头部受伤所致。质量合格的安全头盔能有效保护人的头部，这是因为(　　) A．合格头盔是一个良好的壳体结构，坚硬的壳体能承受较大的力，从而有效保护头部 B．合格头盔的密封性好，里面的空气能起到缓冲撞击的作用 C．合格头盔制作优良，与头部之间的空隙小，与头部形成一个整体，是一个坚固的实体结构 D．合格头盔视野清晰，可以帮助车主避免交通事故的发生 17．（2025七上·金东）如图所示的沙滩伞，以下说法不符合事实的是 （　　）。 A．沙滩伞的设计需要考虑防水性、稳定性等多方面因素 B．在制作沙滩伞过程中，要应用到多项技术 C．沙滩伞的伞面有许多三角形结构，起到了更稳固的作用 D．沙滩伞的上大下小设计利于提高抗风能力 18．木工师傅要制作一款木制画架，他要完成的主要环节有：A.刷漆；B.画线；C.开凿榫眼、制作榫头；D.锯割；E.装配与测试。 （1）制作该画架的正确顺序是：　 　→　 　→C→ 　 　→　 　(填字母)。 （2）请问该画架属于　 　结构。 （3）请根据所学知识说明为什么该画架具有较好的稳定性。 19．建筑结构的功能。 （1）结构的稳定性：结构在外力的作用下，维持其原有的平衡状态的能力。影响结构稳定性的因素：重心的高低、支撑面的大小、结构的形状。重心越　 　，支撑面越　 　，结构越稳定。三角形结构比其他形状的结构　 　。 （2）结构的强度与材料的关系：结构的强度与材料直接相关。混凝土具有较好的　 　性，但抗拉性较差。钢材具有较强的　 　性。结构的其他功能：建筑结构还要考虑透光性、隔热性、审美、文化等其他功能。 20．国家游泳中心，又名“水立方”“冰立方”，位于北京市朝阳区北京奥林匹克公园内，“水立方”的墙面与屋顶采用3万多个钢质构件构成的框架，外围包裹着形似水泡的ETFE膜。于2008年1月正式竣工，2020年11月27日，国家游泳中心冬奥会冰壶场馆改造工程通过完工验收，“水立方”变身为“冰立方”。国家游泳中心是2008年北京奥运会的精品场馆和2022年北京冬奥会的经典改造场馆，也是唯一一座由港澳台同胞、海外华侨华人捐资建设的奥运场馆，曾被评为“中国十大新建筑奇迹”。试从“绿色、科技、人文”的角度说明其建筑理念与功能是如何相结合的。 21．如图所示，比萨斜塔是世界建筑史上的一大奇迹。由于塔身过重和地质松软，南面的地基比北面低约2m。施工期间塔身就出现了轻微倾斜，随着工程的进行，倾斜程度不断增加。塔身建到第三层时，可明显看出塔身倾斜，曾一度导致停工。一百多年以后，工程师经过精心测量和计算，证明比萨斜塔虽倾斜，但不会倒塌，从而使工程继续按原设计施工，直到竣工。试从影响结构稳定性的因素分析工程师的证明依据。 22．小宇设计制作了一个自动升旗控制系统的模型，该模型由声音播放电路、定时电路、电机调速电路和滑轮机械装置构成，可以实现在播放音乐的时间内，控制旗子匀速上升到旗杆顶端。为了使模型显得更为整洁美观，小宇等同学在老师的建议下，又设计制作了升旗台，将旗杆固定在升旗台上，将电池、电路板、电机等隐藏在升旗台内，同时还进行了性能测试，编写了设计报告。 （1）从形态方面考虑，升旗台属于　 　(填“实体结构”“框架结构”或“壳体结构”)。 （2）测试显示，该模型有很好的稳定性，其主要原因是　 　。 23． 火山喷发和地震都是破坏力极大的自然灾害。 （1）如图甲，火山喷发出的岩浆来自地幔中的④　 　。 （2）为减少地震灾害，建筑师们设计了抗震建筑物，如图乙所示。这两种设计属于抗震建筑物的是　 　的楼房。在抗震楼房中，起抗震作用的关键设计是　 　。 24． 为减少地震危害，建筑师设计了抗震建筑物，如图所示。读图并回答问题。 （1） 如图所示的两种设计中，属于抗震建筑物的是　 　的楼房。 （2） 在抗震楼房中，起抗震作用的关键设计是　 　。 三、建筑结构与受力分析 25．结构能够承受一定的力，能够通过形变来抵抗力的作用。每个结构都需要承受一定大小的力的作用。下列说法中，正确的是（　　） A．用相同的材料制作的不同形状的结构，能够承受力的大小相同 B．用不同的材料制作的形状相同的结构，能够承受力的大小相同 C．由于自身重力的原因，将钢材竖直放置时长度会一定程度缩短 D．横梁水平放置时承受竖直方向的力，横梁的下侧产生压缩形变 26．当弧形拱受到向下的压力F1时，拱被压缩，拱的各部分相互挤压，压力F1被拱传递，对基座产生作用力，下列关于基座受到的力的分析，正确的是（　　） A． B． C． D． 27．小明家附近要建一个水库，他构思了四种混凝土拦水坝方案，方案中圆圈的大小表示钢筋的粗细，虚线表示水。混凝土抗压强度远大于抗拉强度，钢筋抗拉强度大于抗压强度。从结构强度的角度分析，下列方案中，合理的是（　　） A． B． C． D． 28．如图所示为阳台承重结构示意图。挑梁是阳台主要承重构件，一般会在上、下部铺设受力钢筋。下列对挑梁的分析正确的是 （　　） A．挑梁受弯曲形变，上部铺设多根钢筋 B．挑梁受压形变，下部铺设多根钢筋 C．挑梁受弯曲形变，下部铺设多根钢筋 D．挑梁受压形变，上部铺设多根钢筋 29．室内落地晒衣架具有晾晒容量大、稳定、可折叠等特点，其实用性满足全家晾晒需求。晒衣架如图所示(对称位置杆件标号相同)。当杆件1上晒上衣物被褥等物品时，下列针对各杆件受力变形的分析中，正确的是 (　　) A．杆件1受弯曲，杆件2受拉伸，杆件3受压缩 B．杆件1受弯曲，杆件2受压缩，杆件3受压缩 C．杆件1受拉伸，杆件2受压缩，杆件3受拉伸 D．杆件1受压缩，杆件2受拉伸，杆件3受拉伸 30．建筑结构受力与形变。 （1）建筑构件受力时发生形变的类型：　 　、　 　、　 　等。 （2）构件形变的作用：构件通过　 　来抵抗力的作用。三种典型构件受力与形变的特点。 横梁 横梁呈水平放置，承受竖直方向的力的作用时，发生的形变是弯曲，横梁弯曲时有些部位被压缩，有些部位被拉伸 三角形桁架 三角形桁架结构是由杆件连接成三角形的一种空间结构。三角形桁架受力时，构成三角形三条边的杆件有的被压缩，有的被拉伸 弧形拱 弧形拱构件的顶部受到向下的压力时，拱的各个部分都被压缩 31．赵州桥(如图所示)又称安济桥、大石桥，位于河北省石家庄市赵县城南的洨河上，始建于隋代(公元595年一605年)，由著名匠师李春设计建造，是世界上现存年代最久、跨度最大、保存最完整的单孔坦弧敞肩石拱桥。请回答下列问题： （1）拱桥是用　 　作为桥身主要承重结构的桥，赵州桥的建造材料是　 　。 （2）赵州桥的桥梁称为“敞肩拱”，指的是　 　；“敞肩拱”的意义在于　 　 （3）除了杭州的拱宸桥，请再举出浙江省境内或你家乡的石拱桥：　 　 32．市政府决定在某湿地公园安装双人秋千供市民休闲娱乐，现有 A、B两款秋千以供选择，如图所示。请仔细观察并根据学习的结构知识，回答以下问题： （1）从力学的架构与形态考虑，秋千属于哪种基本结构?　 　。 （2）如果两款秋千的材质及构件的粗细一样，那么哪一款秋千的安全系数更高?请简要说明理由：　 　。 33．自然界中的椰子、桂圆、西瓜、贝类、蛋、龟等都属于壳体结构。它们遵循着适者生存的法则，经过漫长岁月的演变，选择了最合理的外形。它们以较薄的外壳，获得了较大的承受外力的卓越性能。这一事实，给我们带来了发明创造的灵感。请回答下列问题： （1）为什么它们以较薄的外壳，获得了较大的承受外力的卓越性能?　 　。 （2）人们运用仿生学，制造了许多壳体结构的物品，请举几例：　 　。 34．国家大剧院如图所示，它的整个壳体钢结构重达6475 吨，东西向长轴跨度212.2米，是目前世界上最大的穹顶。为什么能建起如此宏伟的建筑，秘密就在于其外形结构：壳体结构。从外观看，蛋壳、蚌壳这些壳体结构有的像半球形，有的成拱形，有的像圆球形，有的像不规则但非常美丽的弧形。尽管它们形态各异，却有着共同的力学特征：壳体结构在受到外力作用时，能够把力均匀分散在壳体的各个部分，使壳体单位面积上受到的力并不大，更为重要的是，在壳体上不存在作用力集中于一个地方的情况。 （1）下列著名建筑中没有利用壳体结构的是____。 A．悉尼歌剧院 B．金字塔 C．赵州桥 D．北京大兴国际机场 （2）鸡蛋握在手中不易损坏是因为____。 A．鸡蛋壳很厚 B．鸡蛋壳的硬度很大 C．鸡蛋壳内部是空心的 D．鸡蛋壳属于壳体结构 （3）站立在地面上，人的脚能够承载较大的重量，主要是因为____。 A．脚骨骼的数量多 B．脚部的肌肉发达 C．脚骨骼组成拱形结构 D．脚骨骼比钢铁还要坚硬 （4）下列对壳体结构受力示意图分析正确的是____。 A． B． C． D． 学科网（北京）股份有限公司 $