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课件网) 5.1 建筑结构与功能 浙教版八年级上册 第2课时 新知导入 结构受力与形变： 建筑结构及其分类：①框架结构 ②壳体结构 ③实体结构 从受力的角度看，结构是指能够承受一定力的架构，它能通过形变来抵抗力的作用。 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。 新知讲解 建筑结构的功能 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。 建筑结构的重心高低和支撑面的大小对结构的稳定性有影响。例如，上海东方明珠电视塔建造的底座支撑面大、整体重心低。 重心越低，结构越稳定； 支撑面越大，结构稳定性越好。 探索活动 1.如图甲所示，把四根短木棒钉起来，形成一个长方形结构，在一个角上施加作用力F，观察长方形结构是否比较容易变成如图乙所示的平行四边形结构。 四边形结构在力的作用下，很容易发生形状的改变 2.如图丙所示，把三根短木棒钉起来，形成一个三角形结构，在一个角上施加作用力F，观察三角形结构是否比较容易发生形变。 三角形结构在力的作用下，其结构保持不变 三角形结构屋顶、三角形吊臂、三角形钢架桥等都利用了三角形结构的稳定性。 三角形是所有几何形状中最坚固、稳定的结构。 结构的强度是指结构抵抗外力作用的能力。 结构的强度与结构的形状、材料连接方式等有密切的关系。 三角形是框架结构中最基本的构造之一。 如图所示，人们在长方形或六边形等框架中，通常加入支撑杆件，构成多个三角形，这样可以大大提升结构的强度，使结构能承受更大的荷载。 相同材料制成的框架构件，采用的截面不同，如工字形、口字形、环形、方形和圆形等，其承受力的大小也不一样。 由于不同截面形状的几何特性不同，导致力在构件内的分布和传递方式不同。 截面形状 核心力学特性 适用场景 工字形 抗弯强度高，上下翼缘可有效抵抗弯曲应力，抗扭性能较弱 建筑钢梁、大型抗弯梁等需承受大弯矩、保持结构稳定的构件 口字形 封闭截面提供较好的抗扭和抗弯性能，能兼顾扭转与弯曲组合受力 需同时抵抗扭转和弯曲作用的结构，如工业厂房的支撑框架、机械机架 环形 各向同性，承受均匀分布的压力/拉力表现优异，抗内压能力强 管道、轴类构件、压力容器、输送流体的管材等 方形 两个正交方向抗弯刚度相近（正方形），实心截面抗压性能好，抗扭弱于封闭薄壁截面 建筑框架柱、设备基础承台、小型支撑梁、承受多向均匀压力的构件 圆形 受力均匀，抗扭性能极佳，各方向均匀受力表现好 承受扭转力的机械轴、各方向均匀受力的机械零部件、建筑中的圆形柱 思考与讨论 如图是某建筑中使用的钢材，请画出所用钢材的截面图示。查找资料，说一说这样的截面有什么好处。 好处：抗弯性能好、节省材料、稳定性高。 相同形状的不同材料制成的结构构件，其强度也不相同。 在生产中，通常会根据用途选择合适的材料。 例如，混凝土具有较好的抗压性，但抗拉性比较差。在制作混凝土梁的时候，通常在混凝土中加入钢筋，借助钢材的抗拉性提升梁的强度。 建筑的结构决定了其功能，结构的变化可能会使建筑的功能得以增强，更好地应用于不同的环境。功能的实现需要相应的结构来保障。当然，良好的结构设计不仅要表现在其功能上，还要表现在其形式上，如展现美，反映时代特征、文化内涵等。 如图为国家游泳中心，别名“水立方”，它用半透明膜覆盖，其重仅为同尺寸玻璃的百分之一，如同一座隔热的温室，大约20%的太阳能被用来提高泳池和室内的温度，这些半透明膜使“水立方”白天光照充足。“水立方”是“绿色、科技、人文”理念与建筑功能的高度融合。 科学阅读 蜂窝结构 蜂窝由许多个大小相同的蜂房组成，蜂房都是六棱柱体，每个蜂房都被其他蜂房包围 ... ...
