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专题五结构与设计
知识框架
结构的含义 结认识结构 构结构的类型 与设计 探析稳固的结构 结构的受力 结构与稳定性 结构与强度 结构与功能 设计简单的结构 欣赏经典的结构 结构设计案例 结构模型或原型的制作 结构设计案例的评价
复习要点
1．能从力学角度了解结构的概念，能对简单的结构实例进行分类。 2．能结合简单的结构案例，分析结构是如何承受力的. 3．理解结构的稳定性和影响结构稳定性的主要因素。
4．将结构的形状、材料、连接方式等方面对结构强度的影响运用到常见的设计，并对不同领域中的一些案例进行分析、优化和改进。
5．理解结构与功能的关系，能对一个简单的对象进行结构设计,绘出简单的设计图纸。 6．学会对结构的设计案例进行评价。
重点提示
1．结构与设计从空间和力的角度来考虑设计。从力学角度看，结构是指可承受一定应力的架构形态，结构可以抵抗能引起形状和大小改变的力。
每个物体都有其特定的架构形态,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.当构件受到外力作用时，内部各质点之间的相互作用会发生改变．产生一种抵抗的力，称为内力。应力是构件的单位横截面上所产生的内力，当应力达到某一极限值时．结构就会遭到破坏。
构件的基本受力形式有拉力、压力、剪切力、扭转力、弯曲力.有时，构件可能同时受到几种不同形式的力的作用。
要注意各种实体、壳体、框架结构的受力特点，及其在设计中的仿生作用。
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2．结构的稳定性是指结构在外力的作用下维持其原有平衡状态的能力。它是结构的重要性质之一，如果一个物体的结构不能有效地抵御常见外力的作用，那么该物体是很难承受负载而保持平衡的。影响结构稳定性的因素有多种，对于一个在地面可移动的物体来说，主要是重心位置的高低、结构与地面接触所形成的支撑而的大小、结构的形状等。
结构的强度是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力。影响结构强度的主要因素是结构的形状、结构的材料、构件之问的连接方式等因素有关。
3．结构设计应考虑的主要因素有：符合使用者对设计对象的稳定性和强度的要求，安全因素，公众和使用者的审美需求，使用者的个性化需要，对设计对象的成本控制要求和一定的使用寿命。
无论是机械产品的设计还是建筑结构的设计,人们总是在满足功能要求的情况下，追求用最少(或最轻)的材料组成结构，同时追求结构的刚度或强度的最大化。
不同的结构设计．应考虑的因素各有侧重，但无论在哪一类用途的结构设计中,安全都是至关重要的因素。 4．结构欣赏主要从两个方面来考虑。从技术的角度：结构的使用功能实现，结构的稳固耐用．结构造型设计的创意和表现力,材料的使用的合理性,工艺制造的精湛程度等。从文化角度：结构的文化寓意与传达,公众认可的美学原则，反映时代、民族、习俗方面特征，结构个性特征等。
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例题解析
【例l】吊扇在启动瞬间,吊杆的主要受力形式有（) ①拉力②压力③剪切力④扭转力 A．①④B．①②C．①③D．②③
（分析）本题考查“构件受力的形式”。构件基本受力形式主要有拉力、压力、剪切力和扭转力等.拉力：物体所承受的拉拽力；压力：挤压物体的力;剪切力：两个距离近、大小相等、方向相反且作用于同一物体上的平行力;扭转力：反方向对物体两端均匀施力，使物体发生扭转形变的力。很多时候，构件可能同时受到几种不同形式的力的作用，吊扇在刚刚启动的过程中，吊杆要克服吊扇的拉力、电扇启动时产生的扭转力。答案：A
【例2】如图是钱塘江大桥,从结构的形态来看,横跨于两个桥墩之间的桥梁所属的结构类型是（)
A．实体结构B．框架结构
C．壳体结构D．组合结构
（分析）本题考查“结构的类型”。结构一般分为三种基本类型：实体结构、框
架结构、壳体结构。大多数现代建筑物的结构是由若干种基本结构类型组合而成的。钱塘江大桥的桥墩是实体结构，横跨桥墩之间的桥梁是框架结构。答案:B
【例3】如图所示为一张学生制作的小木凳。小木凳脚架之间采用的连接方式是()
A．铆接B．铰连接 C．榫接D．焊接 答案：C
（分析）本题考查“构件连接的类型”.构件的连接类型比较多，金工有铆接、焊接、胶接等;木工有榫接、钉接等；按连接后的活动效果．可分为钢连接、铰连接.小木凳的四支脚架由几根横木段通过榫接而成。
【例4】案例分析题如图Z—5-3，从结构强度的角度分析塑料板凳的凳脚设计成凹凸形状而不是简单的平直形状.
［提示］塑料板凳的凳脚设计成半凹凸形，主要是为了提高凳脚强度。
(分析）本题考查“构件的强度与结构的形状有关”。设计成凹凸形状．抗压强度提高。
自主练习
一、基本题
1．如图所示是竹、木混合材质的躺椅,其结构类型主要体现为（） A．壳体结构 B．实体结构 C．框架结构 D．其他结构
2．一辆汽车停在一座桥上，桥梁承受来自汽车的(） A．压力B．拉力Ｃ．扭转力D．剪切力
3．一根材质匀称的木质横梁，长2．5m,截面规格为30cm×20cm,两端架在相距为2m的支撑墙上．如按竖摆和横摆两种方式（如图Z—5-5所示）摆放，则木质横梁的承重(上往下压）能力(）
A．如甲图所示竖摆方式承重大 B．如乙图所示横摆方式承重大 C．一样大 D．不确定
4．“康师傅”矿泉水的瓶子外形结构如图甲所示，A、B
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【精品】通用技术高考复习专题目五结构与
