【核心素养】 浙教（2024）版八上《5.1建筑结构与功能》学案（含解析）

/ 让教学更有效 高效备课 | 科学学科 核心素养 科学观念：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。 科学思维：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。 探究实践：通过一些有趣的小活动，初步感受科学就在身边，科学与生活息息相关，初步感悟合作学习和交流分享是学习科学的重要方法； 态度责任：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。 【课前预习】 一、建筑结构及其分类 1、建筑结构概念：事物各部分有序搭配与空间排列 2、主要类型 （1）框架结构：刚性杆组成梁和柱，支撑空间不充满 （2）壳体结构：层状薄板曲面造型，分散受力 （3）实体结构：结构体实心，受力分布整体 3、基本组成———构件：联结成整体，承受并传递荷载 二、结构受力与形变 1、形变类型：拉伸、压缩、弯曲等 2、典型构件受力与形变 （1）横梁：水平放置，受竖直力，弯曲 （2）三角形桁架：三角形杆件联结，受力后部分拉伸、部分压缩 （3）弧形拱结构：受压后挤压传递力，基座产生支持力与水平力 三、建筑结构的稳定性 1、概念：外力作用下维持原有平衡的能力 2、影响因素：重心高低、支撑面大小、结构形状（三角形最优） 四、建筑结构的强度 1、概念：抵抗外力作用的能力 2、影响因素：外部形状、构件截面形状、结构材料、连接方式 五、结构与功能的关系 1、结构决定功能（兼顾美观、文化等） 2、功能依赖结构，结构优化增强功能 【课中研学】 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。 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。 （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。 （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。 （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。 3、结构的基本组成———构件 （1）定义：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：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。 二、结构受力与形变 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。 探索活动 （1）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，观察橡胶棒因受拉而产生的形变。 （3）用两手抓住橡胶棒两端，用力向内挤压，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，观察橡胶棒因中部受压力而产生的形变。 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。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 ... ...