第一章  结构与设计

环视我们的周围，大到摩天大厦，跨海桥梁，小至图钉，回形针等，它们都有结构。结构普遍存在于自然界的物体中，也存在与人类创造的各种物体中。物体的结构需要能够抵御外力的作用，结构的稳定性和强度是必须考虑的重要因素。当人们进行各种产品设计时，结构设计往往是不可缺少的。它既可以让设计的产品实用，美观，也可以使其稳固和安全。各种结构展示了人类的智慧和创新能力，也给我们带来了美的享受。

学习目标

●了解结构的涵义及一般分类

●知道影响结构强度和稳定性的因素

●能进行简单的结构设计，并做出模型

●会做简单的技术试验

第一章  结构与设计

第一节  认识结构

（广东版）《技术与设计2》课文文字内容

2012年7月第3版第17次印刷

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一、了解结构

蜜蜂是自然界中卓越的建筑大师，蜂巢的结构精巧又美观。蜂巢有几千甚至数万间蜂房组成（图1-1），每间蜂房都是大小相等的六棱柱体，底面由3个全等的菱形面封闭起来，形成一个倒角的锥形，每排蜂房平行排列并相互嵌接。这种结构用材最少而容积最大。

结构（structure）普遍存在于自然界的物体中，也存在于人类创造的各种物体中，形式多种多样。为了解结构，让我们首先观察几组照片（图1-2至图1-7），感受多种多样的结构。

长城是中华民族的骄傲与象征，是世界伟大的古代建筑奇迹之一。长城西起甘肃嘉峪关，东至河北山海关，全长约6300km。长城以悠久的历史，浩大的工程，雄伟的气魄著称于世。长城是砖筑实体结构。

图1-2  万里长城

山西应县佛宫寺木塔是世界上现存古代最高的木质框架结构建筑。它始建于1056年，塔高67m，经历了近千年的风雨和地震的考验，仍然完整地屹立着。

图1-3  应县木塔

法国的埃菲尔铁塔是世界上第一座钢质框架结构的塔。它宽大的底座平稳坚实，2层以上猛然收缩，细长的塔尖高耸入云，直指苍穹，给人俊俏，挺拔的感觉。

图1-4  埃菲尔铁塔

建筑物的结构必须坚固，稳定性好。高大的建筑物更能够抵御强风，地震等自然力的破坏。

赵州桥是中国现存最著名的古代石拱桥，建于公元596~605年，为弧形单孔石拱桥，全长64.4m，拱顶宽9m，结构坚固，雄伟壮观。

图1-5  赵州桥

日本的名石海峡大桥是世界上最长的悬索结构桥。它竣工于1998年，桥长接近4km，主跨之间1900m，他的总体质量达91000t，可抵御时速290km/h的台风和里氏8.5级的地震。

图1-6  名石海峡大桥

桥梁结构的设计决于它所承载的长度，要跨越的障碍物的性质以及桥梁下方的地质情况。桥所承受的荷载包括桥自身的重力、通行车辆的压力、风力和水流的冲击力等。

跷跷板是由几块弯曲的木板插接而成的，结构简单，动感无穷。

图1-7  跷跷板

跷跷板的结构要求能承载儿童的重力，能摇晃但不倾覆，也不发生明显的变形，以保证安全。

为了进一步了解结构，我们开展如下的调查活动。