【同步解读】5.1-5.3建筑结构与工程 -2025-2026学年浙教版八年级上册科学（含解析）

中小学教育资源及组卷应用平台 建筑结构与工程 认识结构的基本类型（框架、壳体、实心等）及其特点，理解结构的稳定性与强度概念。 通过实验探究，知道影响结构稳定性的主要因素（如重心位置、支撑面）和影响强度的主要因素（如材料、形状、连接方式）。 了解常见建筑结构（如拱形、三角形）的承重原理。 能运用所学知识，设计并制作一个简单结构模型（如桥梁、塔台），测试其承重能力并进行优化。 培养工程思维与实践能力，体会科学、技术、工程之间的联系，树立安全与创新意识。 知识点一 建筑结构与功能 1.建筑结构及其分类 （1）结构:组成事物的各个部分之间的有序搭配和空间排列，涵盖自然界物质和人类创造的产物。 （2）建筑结构分类（依据受力情况） ①框架结构：以刚性的杆作为梁和柱组成的结构，刚性杆按一定规则空间排布，支撑空间而不充满空间，共同承受外力。如钱塘江大桥（铁路、公路两用双层桥，利用框架结构特性保障承载能力和稳定性）。 ②壳体结构：层状结构，由若干块薄板组成，薄板做成具有曲面轮廓的外形。 ③实体结构：结构体本身是实心的结构，利用自身来承受力，受力分布在整个实体上。如桥墩（承受桥梁上部结构荷载）、房屋基座（支撑房屋整体重量）、雕塑基座（稳固雕塑）、城墙（抵御外敌、承受自身重力及外部冲击）。 2.结构受力与形变 （1）结构受力：结构是能够承受一定力的架构，通过自身形变抵抗外力作用（如桥梁承受车辆荷载时发生弯曲形变抵抗压力）。 （2）影响结构承受力大小的因素：形状、材料 （3）横梁受力变形 （4）三角形桁架结构 （5）弧形拱结构 3.建筑结构的功能 （1）结构的稳定性：结构在外力作用下维持原有平衡状态的能力，是保障建筑安全使用的基础。影响因素：重心高低、支撑面大小。 （2）结构强度：结构抵抗外力作用的能力，与结构形状、材料、连接方式等密切相关。 （3）增强结构强度的方式：三角形是框架结构的基本构造之一，在框架中加入支撑杆件构成多个三角形，可显著增加结构强度。 （4）框架构件截面形状与承力关系：相同材料的框架构件，因截面形状（工字形、口字形、环形、圆形等）不同，承受力大小不同（不同截面形状的几何特性导致力在构件内的分布和传递方式不同）。 （5）常见截面特点 ①工字形：具有较高的抗弯强度，上下翼缘可有效抵抗弯曲应力，常用于建筑钢梁等。 ②口字形：封闭截面提供较好的抗扭和抗弯性能，适用于需要抵抗扭转和弯曲组合作用的结构。 ③环形：各向同性，在承受均匀分布的压力或拉力时表现良好，常用于管道、轴类等构件。 ④圆形：受力均匀，抗扭性能好，常用于承受扭转力或需要在各个方向均匀受力的场合（如机械轴）。 （6）结构构件强度与材料选择 ①材料对强度的影响：相同形状的结构构件，因材料不同强度各异（如混凝土抗压性好但抗拉性差，钢材抗拉性强，制作混凝土梁时加入钢筋可利用钢材抗拉优势弥补混凝土不足）。 ②建筑结构与功能的关系：建筑结构决定其功能，结构变化可增强建筑功能以适应不同环境，良好的结构设计兼顾功能与形式，展现建筑的文化内涵（如国家游泳中心 “水立方”，半透明膜结构使其兼具隔热、利用太阳能等功能）。 知识点二 桥梁的结构与制作 1.桥梁的结构 （1）桥梁组成部分及作用 ①主梁：直接承受自身重力以及车辆等的重力。 ②桥墩：承受主梁向下的力并将力传到基座。 ③桥台：位于桥的两端起支撑作用的部分。 （2）桥梁分类：梁式桥、拱桥、悬索桥 2.桥梁的受力 （1）荷载定义：桥梁本身受到的重力以及它承载的车辆、行人等的重力统称为荷载。 （2）平衡原理：桥梁在荷载作用下不倒塌，是因为存在一个向上的力来平衡荷载产生的作用。 （3）不同桥梁的受力特点 ①梁式桥 ②拱桥 ③悬索桥 3.桥梁的设 ... ...