第1节 建筑结构与功能 第1课时 （教学课件）科学浙教版2024八年级上册

该初中科学课件系统梳理了建筑结构的概念、类型（框架、壳体、实体）、基本组成及结构受力与形变，通过定义阐释、类型特征分析、构件功能说明及受力实验探究，构建从结构分类到受力形变的完整知识网络。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，如设计橡胶棒拉伸压缩弯曲实验引导观察形变，结合跳板、石拱桥受力讨论归纳规律，课堂练习典例分层设计（如课桌椅结构分类题），培养学生分析与解决问题能力，助力教师精准复习教学。

第1节 建筑结构与功能（第1课时） 第5章 建筑结构与工程 科学浙教版（2024） 八年级上册 01 建筑结构及其分类 02 结构受力与形变 知识目标 认识建筑结构的类型、受力特点及形变形式，建立结构与功能相适应的认知。 感受建筑结构的科学价值与美学价值，培养对工程技术的探究兴趣和创新意识。 通过分析结构受力与形变，学会运用分类、归纳等方法探究建筑结构的规律。 科学观念： 科学思维： 态度责任： 素养目标 课堂导入 建筑都有结构，如房屋的结构、桥梁的结构、塔的结构等。建筑结构展示了人类的智慧和创造力，带来了美的享受。 那么，建筑结构有什么特点？这样的结构对其功能的实现有什么独特的价值？ PART 01 建筑结构及其分类 1、建筑结构的概念 在建筑领域，结构是指组成事物的各个部分之间的有序搭配和空间排列。 （1）结构普遍存在于自然界和人类创造的各种事物中。 （2）不同的事物往往具有不同的结构，不同的结构具有不同的功能。 建筑结构及其分类 01 2、建筑结构的主要类型 建筑结构的分类多种多样。依据受力情况，建筑结构一般可以分为框架结构、壳体结构和实体结构等。 框架结构 实体结构 壳体结构 建筑结构及其分类 01 （1）框架结构 ①核心特征： 框架结构是指以刚性的杆作为梁和柱组成的结构。 ②受力特点： 刚性的杆按一定的规则在空间排布，支撑空间而不充满空间，共同承受所受的力。 建筑结构及其分类 01 （2）壳体结构 ①核心特征 壳体结构是指层状的结构，由若干块薄板组成，薄板做成具有曲面轮廓的外形，看起来造型轻巧而优雅。 ②受力特点 在壳体结构中，其拱形曲面可以把受到的力均匀分散在结构体的各个部分，这种结构能承受较大的力，使结构更加坚固。 建筑结构及其分类 01 （3）实体结构 ①核心特征： 实体结构是指结构体本身是实心的结构。 ②受力特点： 利用自身来承受力，承受的力分布在整个实体上。 建筑结构及其分类 01 3、结构的基本组成——构件 一个较复杂的结构由许多不同的部分组成，这些组成部分通常称为构件。 （2）功能 （1）定义 构件（如梁、柱）相互联结成一个整体，起着承受外力（又称荷载）的作用，并将其传递到基座。 建筑结构及其分类 01 PART 02 结构受力与形变 结构受力与形变 02 用相同材料制作的形状不同的结构，或不同材料制作的形状相同的结构，能够承受力的大小是不同的。 因此，我们需要分析作用在结构上的力，以及这样的结构能否承受这些力的作用，以确保结构的稳固性、可靠性。 1.如图甲所示，取一根长20cm、直径2cm的弹性橡胶棒，将橡胶棒当作结构的构件。 2.用两手抓住橡胶棒两端，用力向外拉伸，如图乙所示，观察橡胶棒因受拉而产生的形变。 结构受力与形变 02 3.用两手抓住橡胶棒两端，用力向内挤压，如图丙所示，观察橡胶棒因受压而产生的形变。 4.将橡胶棒两端支起来，中间悬空，用力向下压橡胶棒的中部，如图丁所示，观察橡胶棒因中部受压力而产生的形变。 结构受力与形变 02 1、形变的基本类型 当物体受到不同的力的作用时，会产生拉伸、压缩、弯曲等形变。 结构受力与形变 02 通常情况下，结构的构件可能会同时受到多个力的作用，此时，该构件会产生多种形式的形变。 2、典型构件的受力与形变 （1）横梁 横梁是建筑结构中经常出现的构件。横梁呈水平放置，承受竖直方向的力的作用，产生形变。 拉伸 压缩 结构受力与形变 02 跳水的跳板用弹性材料做成，其一端固定，运动员站在另一端，跳板 发生形变，产生弹力帮助运动员起跳。请分析跳板的形变情况。 F1 F2 受力分析 跳板会发生弯曲，上部被拉伸，下部被压缩。 拉伸 压缩 结构受力与形变 02 （2）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。 ①定义 结构受力与形变 02 当三角形桁架上部受到力F1的作用时，力F1会通过杆件传递给整个桁架，此时，B、C杆件被压缩，A杆件被拉伸，虚线为形变后的情况。 ②受力与形变 压缩 拉伸 结构受力与形变 02 （3）弧形拱结构 当弧形拱受到向下的压力F1的作用时，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，基座便产生竖直向上的支持力F2、F3和水平方向的力F4、F5。 结构受力与形变 02 请分析图中石拱桥A、B、C、D四处石块的受力情况。 A处石块受到两侧石块的水平推力、桥面压力和自身重力，处平衡状态； B、C处石块受相邻石块的反作用力，形成力的传递，水平分力抵消，竖直分力与重力平衡； D处石块受地基的支持力和水平力，同时受到上方石块的压力和自身重力而处于平衡。 结构受力与形变 02 课堂小结 课堂练习 【典例1】如图所示，为解决好学生午休问题，学校购置了一批“秒变”躺椅的课桌椅，从力学的形态上分类，该课桌椅的主体结构属于（　　） A．框架结构 B．绳索结构 C．壳体结构 D．实体结构 【解析】如图所示的课桌椅主要是由许多柱、杆、管等组成，支撑空间却不充满空间，且共同承受人所施加的力，属于框架结构。 A 课堂练习 【典例2】下列建筑结构中，其基本结构分类不正确的是（　　） A．壳体结构：悉尼歌剧院顶部 B．框架结构：国家体育场 C．实体结构：新安江水电站 D．壳体结构：国家游泳中心 【解析】国家游泳中心的结构是薄膜结构，并非壳体结构。壳体结构通常是具有曲面外形、能承受荷载的空间结构，如悉尼歌剧院顶部；国家体育场(鸟巢)属于框架结构；新安江水电站的大坝等部分属于实体结构。 D 课堂练习 【典例3】下列对壳体结构受力示意图分析正确的是（　　） A． B． C． D． 【解析】当弧形拱受到向下的压力时，拱被压缩，拱的各部分相互挤压，压力沿着拱形桥体传递，对基座产生作用力，这种受力方式使弧形拱能将荷载有效分散，以较小的材料用量承受较大荷载，在桥梁、建筑屋顶等设计中广泛应用。 C 第1节 建筑结构与功能（第1课时） 科学浙教版（2024） 八年级上册 谢谢观看 $