第一章《结构与设计》520

第一章《结构与设计》学习材料

学习目标

①了解结构的含义，掌握常见结构的类型、受力特点、应用场合；

②理解结构是为了承受力和抵抗变形的本质，能概括分析结构受力的方法，知道基本构件的特点，理解荷载与结构受力间的关系；

③理解应力和强度的概念，知道应力和强度的关系，掌握影响结构强度的因素，理解稳定和结构稳定的概念，掌握影响结构稳定的因素；

④掌握结构设计的基本思路，学会简单结构的设计；

⑤在掌握典型结构与设计的基础上，了解典型结构设计的欣赏与评价；

⑥了解典型结构，能从科学、艺术、环境、民俗角度加以欣赏，从而提高鉴赏能力，培养科学的审美观。

学习内容

一、初识结构：

⒈结构的含义

结构是指事物内部的组成、排列及其相互之间的关系。在技术领域，结构是指物体的各组成部分之间的搭配和排列，确定的搭配和排列决定了物体的性质和形态。结构的各组成部分，通常称为构件。例：人体结构，分子结构，阶级结构，文章的结构，汽车结构，桌子结构，地球结构等。

结构的本质：物体会受到各种各样的力，结构是可承受一定力的架构形态，可用来抵抗引起形态和大小改变的力。简单地说，结构是为了承受力和抵抗变形，这便是结构的本质。 ⒉为什么要学习结构？

系统的功能对其结构有着绝对的依赖性。所以有人说，结构不仅是事物存在的形式，更是事物特性的依据。

在自然界，相同的物质，不同的结构，表现出不同特性的现象处处可见。

⑴同样是的水，有液态、气态、固态。

⑵同样是碳，但有最硬的固体金刚石和最软的固体石墨存在；

⑶化学有机物结构不同性质不同（色素）；

⑷同样的六个字“这个人表现好”“这个人好表现”，但因排列不同，就形成了一褒一贬； ⑸用同样的材料，做出的结构不同的小板凳就会有不同的特性，有的稳，有的不稳；

⑹各种材料组成结构可以使“死的”材料变成“活的”机器。如：发动机、电子计算机?? 结构不合理就会产生严重的后果，如桥断、屋塌??所以我们应学习结构，将来去创造结构。 ⒊什么是工程结构？

工程结构是指能承受和传递外加载荷的承力系统，包括杆、板、壳等构件及其组合体。也就是说，工程结构可以是单个的构件，如：一根杆，一块板，一条绳，也可以是一个由不同构件组合起来的组合体。如：一座桥，一张桌子，一架飞机等，它们都可以叫做工程结构。技术课主要研究工程结构，简称结构。

⒋几个重要概念

⑴铰接：桁架全由三角形组成，接头全为旋转接头，称为铰接。

⑵架构：物体的主体框架与构造形式。

⑶构件：组成结构的各组成部分。可以是一个零件，也可以是多个零件的组合。

二、常见结构的类型（从力学的架构与形态考虑）

⒈实心结构

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