三．结构的分类

根据物体的结构形态在受力时承受和传递力的方式的差别，一般可将结构分成3种基本类型：实体结构（mass structures），框架结构（framed structures）和壳形结构（shell structures）。挡土墙，城墙，铅球（图1-14）等都是实体结构的例子；画框（图1-15）、悬索桥铁架、幼儿学步车等都是框架结构的例子；帐篷、汽车发动机盖、悉尼歌剧院（图1-16）等都是壳形结构的例子。

图1-14  铅球    　　图1-15　画框　　　　图1-16　悉尼歌剧院

知识的运用

1．请同学们对图1-17给出的物体进行结构分类。

图1-17　各种结构

2．列举生活和工农业生产中一些常见的物体，并试对其进行结构分类。

我们已经知道了结构的分类。下面通过一些活动探究这3种结构的特点。

设计与实践

1．将木块垒成墙的形状（图1-18），进行承重和撞击试验。观察木墙的变形，分析其受力的情况，并由此归纳出实体结构的特点。

图1-18  沉重和撞击试验

2．用胶水（如502胶等）把木条粘制成三角形木框和四边形木框，分别进行按压和拉伸试验（图1-19）。观察框架的变形，分析两种框架结构的受力的情况，并由此归纳出框架结构的特点。

图1-19  按压和拉伸试验

3．取两张具有一定厚度的纸，一张平放在厚度相同的4本书上；另一张弯成弧形，并将纸边固定（图1-20）。分别在这两种形状的纸上施加相同重物，比较它们受力时的变形情况，并由此归纳出壳形结构的特点。

图1-20  承重试验

进一步分析壳形结构是如何承受和传递力的。联系贝类和硬壳类果实的形状进行讨论。

1．实体结构利用自身来承载荷载，主要承受压力。

2．框架结构通过条状物的链接来承受荷载，既可以承受压力又能够承受拉力。

3．壳形结构通过壳形来传递力和承受荷载，特别是当壳形顶部受到压力时，它能将力均匀扩散。

知识的运用

在实际生活中，某些结构往往是实体、框架、壳形等基本结构的组成形式。请同学们分析图1-21，图1-22的建筑物由哪些基本结构组成，各结构分别起什么作用？

图1-21  拱形建筑        图1-22  桥梁

练习与活动

1．你身边有哪些物品的结构是仿照自然界中动、植物的形态制造的？

2．分析人对椅子和人对桥的压力最终是由什么物体来承受的？

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