二、结沟的功能与分类

上面各例留下了许多问题：板凳、吊车与吊桶、蛇皮管台灯的功能是什么？凳腿与凳面、吊车与吊绳从及台灯座、灯头与蛇皮管之间是怎样搭配和排列的？它们在使用中各受到哪些外力的作用？

1、结构的含义与功能

板凳，釆用榫卯或钉子连接，腿之间加牚或不加牚、用四条腿或是三条腿，板凳的结实或不结实、稳定或不稳定，是不一样的，这些形态和性质都是由结构决定的。

结构是指物体的各组成部分之间的塔配和排列。确定的塔配和排列央定了物体的性质和形态。结构的各组成部分，通常称为构件。

物泍会受到各种各样的力。例如，人坐在板凳上，板凳承受了（人的体重）自上向下的压力；吊车吊起重物时，吊绳承受了沿绳长方向的（重物）垃力；调整蛇皮管台灯到合适的位置，蛇皮管受到与其轴线相垂直的外力，随之产生弯曲变形。因此，结构是可承受一定力的架构形态，它可用来坻坑引起形态和大小改变的力。简单地说，结构是为了承受力和坻坑变形，这便是结构的本质。

2、常见结构的类型

板凳应既牢固，又稳定；蛇皮箮台灯应便于调节，且稠节后不会反弹。这说明：物体的纭构是由物体的功能和需要决定的，而物体的结构又决定了物体的性质和形态。物体的结构是多种多样的，其分类也是多种多样的。从力学的架构与形态考虑，结构一般有如下的分类：

（1）实心结构

房屋的墙体、水库的大坝、古代的城墙等，都属于实心结构，见图1-7. 它的特点是能承受较大的压力。

这类织构的特征是几何外形简单，通常有杆（柱）、板、体等之分。

大坝  墙体  古城墙

图1-7实心结构实例

阅渎材料

实心结构实例

木制板凳的凳面和凳腿都是实心的。人坐上去的时候，凳面承受正圧力，这个正压力分解传递到四条腿上。凳面只要具备足够的厚度，凳腿具备合适的粗细，它们就能承受住压力，而不会产生明显的变形。

水库大坝属于实心结沟。大坝除了受自身的重力作用外，主要承受库内贮水作用于坝体上的巨大且持久的压力，还要承受大风作用于大坝的侧力等。大坝的结实与稳定，是确保水库安全的根本。为此，大坝坝体的宽度与坡度、采用的材料、修筑工艺等方面，都需经过科学的设计和严格的施工。

（2）框架结构

教室的门、窗常用木框架，如图1—8所示。现在有了铁框架、塑料框架和塑钢框架。塑料大堋的棚体，可以是钢铁框架，也可从是竹木框架；自行车车体是钢管桁架式框架；输电铁塔是铁质桁架式框架，等等，这些都是框架结构，它们由梁、柱、管等组成。

框架结构的特征是几何外形较为复杂，能承受垂直和水平荷载，依据功能和使用条件的不同，可以设罝成不同框架的组合。框架结构通常由杆件组成，也有用板件组成的。这里的杄或板，可以是实心的。由于框架结构的制作较为方便，又能节省用料，在实际中被广泛使用，如图丨一9所示。

图1一9自行车车体是两个三角形框架组合

（3）壳体结构

日常使用的各式各样的饮水杯、储水壶、文具盒、储蓄盒、用钢板制成的装甲车，用于太空飞行的舱体，工业储油的球形大油罐，运油的圆柱形车载大油罐，航道标志用的浮标等，从架构与形态上看，都属于壳体结构（见图1一10）。

图1一10壳体结构实例

壳体结构的特征在于壳体内空，受力合理，形态稳定。壳的几何形状有折线式（方形、长方形、多边形）的、圆弧形的拱形的等。

问题思考

各种头盔，常见的都是圆弧形结构。为什么这样做呢？当这种头盔受到外力冲击时，外力将由弧面整体分担承受，抵抗变形。如果将头盔做成长方形或是多面体形的，受到冲击时，外力将主要由接触点所在的小平面承受，易使壳体变形。联系实际生活，找出一些圆弧形壳体结构、多面体形壳体结构的实例，指出它们的应用场合。