简单结构的设计

1.3简单结构的设计[课时] 2节[教学目标]知识与技能：熟悉设计一个简单结构应考虑的主要因素。

分析一些简单对象的结构设计特点。

过程与方法：培养学生运用本课所学的知识分析身边的产品，能综合、分析、归纳、对比地推究事物的表象，分析结构设计的因素。

尝试改良一些简单物品的设计。

情感态度价值观：促进学生批判、反思等思维习惯的养成，培养他们的创新意识和能力。

[教学重点]学会从不同角度分析产品的结构设计。

[教学难点]因地制宜地选择材料改良产品的功能。

[教法、学法]图表演示法、对比、讨论、分析等方法[教学用具]多媒体演示[教学过程]*导入新课：看图回答问题日常生活中存在很多结构，技术领域中的产品的结构丰富多彩，每一种产品的设计是为了完成某种任务或满足特定的需要。

产品的名称：学生的学习桌，设计目的：方便人们办公、学习、摆放物品。

*讲授新课不管生活中，还是工农业生产中，存在着形形色色的结构设计规范，建筑物有评价的标准，这就要求建筑物符合国家的标准。

此部分资料可适当设计题目来理解，目的是讲解结构设计要实现的目标。

一.结构设计的目标及要求。

(1)产品的结构设计应设定一或几个基本目标，及规范产品满足的要求。

学生阅读课文，教师在黑板上设计表格。

“商业建筑设计规范”（2）阅读教材P24针对此部分内容，教师对建筑学的术语不了解，没有必要深入学习建筑学知识，但可以设计题目引导学生耐心阅读。

设计的题目如下：①自行车的链轮可以裸露在外面。

（×）②邮政营业厅的出入门净宽度应大于1.40米。

（√）③邮政营业厅的外部台阶的踏步高度应（ B ）。

A.大于1.40米B. 小于0.15米C.大于0.30米 D. 大于0.28米室内楼梯的每梯段净宽应（ D ）。

A.大于0.28米B. 小于0.15米C.0.65米D. 大于1.40米二.结构设计应考虑的主要因素（1）展示图（2）不同的结构设计考虑的因素各有侧重，以安全因素为首要。

结合教材P22“童车”图片和教材P25的结构设计的主要因素讲解。

《简单结构的设计》作业设计方案第一课时一、设计背景与目的在建筑设计领域中，简单结构的设计一直备受关注。

简单结构设计是现代建筑设计的重要组成部分，其具有经济、实用、美观等多种优点。

本次作业的目的在于让学生通过学习简单结构设计的基本原理和方法，提升他们的设计能力和审美水平。

同时，也促使他们在设计过程中更注重结构的简洁性和实用性。

二、设计内容1. 阶段一：理论学习在第一阶段，学生将学习简单结构设计的基本概念、原理和方法。

教师将进行一次基础讲解，包括简单结构设计的定义、特点、分类等内容。

学生需要阅读相关教材和文献，理解简单结构设计的核心思想和实践经验。

2. 阶段二：案例分析在第二阶段，学生将分析几个具有代表性的简单结构设计案例。

这些案例可以来自国内外知名建筑师的作品，学生需要通过对案例的深入解读和分析，掌握简单结构设计的实际运用和设计细节。

同时，学生需要撰写一份案例分析报告，总结并提炼出设计中的关键要点。

3. 阶段三：设计实践在第三阶段，学生将进行一次小组设计实践。

每个小组将选择一个实际场地，在教师的指导下进行简单结构设计方案的探讨和创作。

学生需要考虑场地的环境特点、功能需求以及结构设计的创新性和实用性。

设计结束后，每个小组将提交一份设计方案书和效果图。

4. 阶段四：评审展示在第四阶段，学生将进行设计成果的评审展示。

教师将邀请相关专业人士和同学们进行评审，评选出最具创意和实用性的设计作品。

同时，学生需要对其他同学的设计方案进行点评和交流，共同提升设计水平。

三、评估与考核1. 学生将根据对简单结构设计的理解和应用能力，进行综合评估。

评分标准包括理论学习的掌握程度、案例分析报告的撰写质量、设计实践中的设计创意和实用性，以及评审展示中的表现和交流能力。

2. 根据以上评分标准，综合评定每位学生的得分，并形成总成绩。

学生将根据其总成绩进行考核，并在作业设计方案中获得反馈意见和建议。

四、总结与展望通过本次作业设计方案的实施，旨在培养学生对简单结构设计的独特理解和创新能力，提升其建筑设计水平和专业素养。

1.3简单结构的设计
（一）、教学目标:
（一）熟悉设计一个简单结构应考虑的 主要因素。 （二）通过简易相片架的设计案例, 能对 简单对象进行结构设计, 并绘制设计图纸, 做出模型或原型。
（二）结构设计的重要性。
日常生活中, 没有丰富的结构设计, 产品将会造型单一、功能单调, 那些大型 建筑物、交通运输工具等 更是无法产生; 生产活动中, 产品制造技术、结构安全性 及耐久性评估、维修加固技术等, 都离不 开结构的设计和研究。
Hale Waihona Puke （三）结构设计的目标及要求
结构设计应以一种或几种功能的实 现为基本目标, 应满足设计规范, 满足使 用者的基本需要。
（四）结构设计应考虑的主要因素
（五）简单结构的设计案例
1、简易相片架的设计过程与 方法
设计项目： 设计要求： 设计分析：1、相框的结构设计2、支架 的结构设计3、相框与支架之间的连接 设计准备：1 、材料 2、工具 方案： A、B、C…
（六）练习
P29，根据自己的兴趣和爱好选做一道。
（七）资源库：
中国土木工程网 中国商企网 工程师之家 商店营业厅的出入门、安全门净宽度不应小于1、4M， 不应设门槛。 营业部分的公用楼梯、坡道应符合下列规定： （ 1 ）室内楼梯的每梯段净宽不应小于1.4M，踏步高 度不应大于0.16M，踏步宽度不应小于0.28M； （ 2 ）室外台阶的踏步高度不应大于0.15M，踏步宽度 不应小于0.30M； （ 3 ）供轮椅使用坡道的坡度不应大于1∶12，两侧应 设高度为0.65M的扶手，当其水平投影长度超过15M时， 宜设休息平台。

简单结构的设计
设计的一般过程
一、发现和明确问题
二、制定设计方案 三、制作模型或原型 四、测试、评估及优化 五、产品的使用和维护
1、收集信息： 2、设计分析： 3、方案构思 4、方案呈现 5、方案筛选：
设计的一般原则
• 1.创新原则 • 2.实用原则 • 3.经济原则 • 4.美观原则 • 5.道德原则 • 6.技术规范原则 • 7.可持续发展原则
横交错层叠，逐层向外 挑出，形成立大下小的 托座。
一、结构设计应考虑的主要因素
1、明确结构设计的目标及要求
2、抓住设计应考虑的主要因素
二、简单结构的设计案例一
简易相片架的设计
结构设计分析 –结构组件 –组件的强度、稳定性 –整体的强度、稳定性
三、简单结构的设计案例二
经典结构的欣赏
中国美院教授王澍荣获2012年普利 兹克建筑奖
宁波博物馆
羌族的碉楼
李春——安济桥，又名赵州桥
五台山佛光寺大殿
是中国古代建筑，总称斗拱。一 般置于柱头和额访（又 称阑头，俗称看 访，位
于两檐柱之间，用于承 托斗拱）、屋面之间， 用来支撑荷载梁架、挑 出屋檐，兼具装饰作用 。由斗形木块、弓形短 木、斜置长木组 成，纵

课题：简单结构的设计案例授课教师：东阳中学张华伟一、教学目标：1.知识目标：（1）通过简易秋千架的设计，掌握结构与稳定性、强度、功能的关系。

（2）通过简易秋千架的设计案例分析，熟悉设计的一般过程。

2.能力目标：（1）能围绕设计要求进行简单结构的设计，绘制设计图纸并能制作模型或原型。

（2）通过动手实践、合作探究，实现解决实际问题和团结协作的能力迁移。

二、教学重点难点：1.教学重点：综合理解所学知识，并运用到结构设计中，以解决实际问题。

2.教学难点：根据多种设计方案提出科学合理的评价，并能对作品方案进行优化。

三、教学方法及教学手段：在本节课的教学中，教师将采用“主导—主体”的设计模式，引导学生进行自主探究、知识建构和能力拓展。

总体教学流程为：“情境导入——合作探究——自主发现——能力展现——总结提升”。

1.学生分组设计秋千架结构方案，制作秋千架模型。

2.让学生进行设计师的角色扮演，对各组作品进行评价和优化，形成知识的迁移和能力的拓展。

四、教学准备：多媒体课件、制作材料、制作工具、各式秋千架模型五、教学过程：（一）、新课导入：师：这是什么？（展示一次性筷子）生：一次性筷子。

师：对，一次性筷子。

筷子除了作为用餐的工具，还能派上什么用场？生：……师：我们通用技术课里面学习了结构与设计的许多知识，我们能否用这种材料进行一些简单结构的设计与制作呢？展示图片：桌子、杯垫、风车等师：这些作品在设计的过程中，从结构设计的角度应考虑哪些问题？生：稳定性、强度、功能、安全、美观……师：结构设计应以一种或几种功能的实现为基本目标，应满足设计规范，满足使用者的基本需要。

师：结构设计要考虑的主要因素？影响稳定性和强度的主要因素？生：……师：很好，今天我们就用一次性筷子来设计制作一个简单的秋千架，看看大家能否把所学知识用到实践活动中。

（二）、设计制作——简单的秋千架的结构设计与制作活动要求说明：1.设计项目：设计一个放在桌面上具有一定稳定性和强度的秋千架。

2 稳定可靠
简单的结构设计减少了故障和失效的风险，提高了系统的稳定性和可靠性。
3 易于操作
简单结构使操作过程简化，减齿轮传动
通过齿轮的啮合传递力和运动。
旋转运动副
通过旋转配合传递力和运动。
滑动运动副
直接通过滑动配合传递力和运动。
螺旋副
通过螺旋配合实现力和运动传递。
《简单结构的设计》PPT 课件
# 简单结构的设计
简单结构是机械设计中常用的方式，具有次要部件少、结构简单和操作、维 护方便的特点。
什么是简单结构？
简单结构是指机械装置或建筑物中的结构，它具有较少的零件、布局简单、易于制造和使用的特点。
简单结构的优点
1 成本节约
较少的零件数量降低了制造成本和维护成本。
应用实例
车辆制造
简单结构在汽车制造业中的应用广泛，提高了生产效率 和品质。
机械加工
简单结构的机械工具在机械加工领域中常用，提供了高 效的加工解决方案。
设计要点
1 简化件数
通过设计优化，尽量减少装置中的零件数量，提高系统的简洁性。
2 保证强度
简单结构中每个零件都要保证足够的强度，以确保安全和可靠性。
总结
普遍应用
简单结构是机械设计中常用的方式，适用于各种机 械装置和建筑物。
成本效益
减少零件数量有助于降低制造成本，提高性能和可 持续性。

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3、设计简易相片架。
（1）要求：水平要超过教科书中的三个方案，因为你是 站在别人的肩膀上。在相框和支架的设计上都要有创意 （2）目标激励： a、有创意的设计方案要到学校存档，发布到校园网上。 b、你所做的模型或原型还可送给你最要好的同学，因是 自己亲手所做，比买贵重物品相送更能表达纯洁的友谊。 c、最先设计出来的同学到黑板上画出方案并讲解方案的 结构和设计思想。 每个同学充分发挥自己的想象，所做方案各不相同。 教师在同学中巡视，对于所设计的方案有创意的同学， 教师在成绩册中当场予以记载，并要求课后用A4纸画好 交老师存档。
各小组先用5分钟完善自己的设计并讨论 一份说明书，介绍本小组的设计，然后参加 “显创意、展风采”班级简单结构设计大赛， 用3分钟左右时间介绍自己的设计，由评分员 评分，最后根据分数选出一、二、三等奖
温馨提示：相框设计主要从强度、安全、 审美、个性、功能、创意、成本、功能等方 面介绍。
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显创意、展风采
评分标准：
项目 比重 得分
创新 40％
工艺 20％
稳固 20％
实用 20％
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小结
（一）学习结构设计的重要性。 （二）学习结构设计的目标及要求 （三）学习结构设计应考虑的主要因素： （四）简单结构的设计案例
25
作业：
根据所学结构的知识，准备材 料，设计出一个作品。突出结构的 稳定性、强度、美观、实用。（作 品可以是报架、鞋架、书架、相片 架、桥梁的模型等等。材料可用硬 纸壳、木料、塑料、金属等。）
11
不同的结构设计, 应考虑的因素各有侧 重, 但无论在哪一类用途的结构设计中, 安 全都是至关重要的因素。

02
经典结构的欣赏
经典结构的定义与特点
01
02
03
04
经典结构
指经过历史沉淀、具有稳定性 和普遍认可度的建筑结构形式
。
形式优美
经典结构往往具有简洁、明快 、流畅的形式美感。
功能完善
经典结构能够满足人们的使用 需求，具有高度的实用性和舒
适性。
文化内涵
经典结构反映了特定时期、地 域的文化特色，具有丰富的文
经典结构
理解与认识
对于简单结构和经典结构的认识和理 解，需要从其基本概念、特点和应用 场景等方面入手，深入了解其内在规 律和优缺点。
是指在历史上经过长时间验证和优化 的结构，如金字塔结构、矩阵结构等。
对简单结构与经典结构的实践与应用
简单结构的实践
在实际应用中，简单结构 通常用于解决一些相对简 单的问题，如数据排序、 查找等。
简单结构与经典结构的未来发展趋势
可持续性的发展
随着环保意识的提高，简单结构和经典结构都将更加注重可持续性，如采用绿色建材、节能技术等。
数字化技术的应用
数字化技术将为简单结构和经典结构的设计、建造提供更多的可能性，如参数化设计、虚拟现实等。
05
总结
对简单结构与经典结构的认识与理解
简单结构
通常指那些构造简单、易于理解和实 现的结构，如线性结构、树形结构等。
简单结构的特点
简单结构通常具有明确的对称性 、规则的几何形状和易于预测的 行为，这使得它们在稳定性、强 度和功能性方面具有优势。
简单结构的重要性与应用
简单结构在建筑、工程和产品设计中的应用广泛，因为它们 具有高效、可靠和经济的特点。例如，桥梁、房屋和机器等 许多结构都可以使用简单结构来设计和构建。

2、结构设计应考虑的主要因素
❖ 【案例分析】户外广告牌结构设计中的抗风问题
在户外广告牌的结构设计中，应该考虑其抗风性能，以减小 正面风的压力。请你就户外广告牌设计中的抗风问题，提出 两种以上可行的方案
设计方案
内容
实现的方式、方法、途径
方案1 增加结构的强度
加固支撑架、连接点
方案2 减小受力面积
采用通风孔
一、结构设计应考虑的主要因素
结构设计应考虑的主要因素有: 符合使用者对 设计对象的稳定性和强度要求, 安全因素, 公众和使 用者的审美需求, 使用者的个性化需要, 对设计对象 的成本控制要求和一定的使用寿命等。无论在哪一
类用途的结构设计中, 安全都是至关重要的因素。
案例分析《户外广告牌的结构设计》
斗拱
中国古代建筑的特点
中国古建筑以木材、砖瓦为主要建筑材料，以木 构架结构为主要的结构方式。此结构方式，由立柱、 横梁、顺檩等主要构件建造而成，各个构件之间的结 点以榫卯相吻合，构成富有弹性的框架。木构架结构 有很多优点。首先，承重与围护结构分工明确，屋顶 重力由木构架来承担，外墙起遮挡阳光、隔热防寒的 作用，内墙起分割室内空间的作用。由于墙壁不承重， 这种结构赋予建筑物以极大的灵活性。其次，有利于 防震、抗震。木构架结构很类似今天的框架结构，由 于木材具有的特性，且构架的结构所用斗拱和榫卯又 都有若干伸缩余地，因此在一定限度内可减少由地震 对这种构架所引起的危害。“墙倒屋不塌”形象地表 达了这种结构的特点。
商业建筑设计规范
商店营业厅的出入门、安全门净宽度不应 小于1.40m，不应设置门槛。 营业部分的公用楼梯、坡道应符合下列规 定： （1）室内楼梯~~~ （2）室外台阶~~ （3）轮椅使用的坡道~~

《简单结构的设计》教案设计课题：《简单结构的设计》课型：新课教案年级：高二教材内容：简单结构的设计一、教材分析：本节课是技术与设计必修2第一单元《结构与设计》第三节《简单结构的设计》，这节课有两个方面要求：一是能够对所做的结构进行简单分析，熟悉设计一个简单结构所应考虑的主要因素；二是进行一个简单结构的设计，绘制设计图并制作模型或原型。

分析教材本单元的前后章节——《常见结构的认识》、《稳固结构的探析》，这些章节中涉及到结构与力、结构的类型、结构的稳定性、结构的强度等知识点与本节课有很强的延续性，因此本节课重点应放在如何在设计简单结构的过程中，结合这些知识点，让学生发挥自己的创造力，设计出既符合要求又各具特点的简单结构。

二、教案目标分析1.知识与技能：熟悉设计一个简单结构应考虑的主要因素。

2.过程与方法：能确定一个简单对象进行结构设计,并绘制设计图纸,做出模型或原型。

3.情感态度与价值观：培养学生积极思维、勇于创新的精神,学会关注生活中的细节,以带来更多的设计灵感,和正确的构思结构方法.三、学习对象分析：通过对《结构与设计》前两节内容的学习，高二年级的学生已认识结构，知道影响结构稳定性和强度的因素和结构和功能的关系。

但是学生难以形成系统的知识，缺乏对结构设计的思考和技术实践体验。

在进行简单的结构设计中学生并不能很好地明确主要考虑的因素，而且不能有效的掌握各种产品所侧重的相关因素，把关于稳定和强度的知识运用到结构设计之中，并不一定能够设计出优秀的作品。

高二学生已具备一定的知识储备和动手能力，也具有强烈的创造热情和创造潜能。

所以课堂探究总结，动手实践可以培养学生积极思维、勇于创新的精神，可以培养合作探究的精神。

四、教案重点与难点分析教案重点：结构设计应考虑的主要因素。

教案难点：1、能确定一个简单对象进行结构设计, 并绘制设计图，做出模型或原型。

2、理解结构设计要满足一定的设计规范；五、教案策略分析：本节课以提高广告牌的抗风能力这一结构难题为载体，将《设计的一般过程》的思想运用到本节课的设计中。

设计
4、美观
5、道德
结构设计应考虑的主要因素
不同的结构设计，应考虑因素的各有侧重。
但安全因素不可缺少。
人工鸟巢的设计与制作
• 3.12 植树节 • 爱鸟周
悬的设计与制作
材料：一块面积为40*40cm的木板
工具：美工刀、砂纸、锉刀、锯条、
热熔胶枪等
要求：1.巢箱的大小一般为
18*12*12厘米（立式）， 容积约2000cm3或者更大 2.出入口位置在距顶部1/3处， 口径4至5厘米或再大一点儿 3.有较好的稳定性和强度，外形美观
人工鸟巢的设计与制作
1、设计图纸
画三视图，
计算尺寸
（附有详细的规范 的设计图样）
人工鸟巢的设计与制作
2、下料
1
2
第三节 简单结构的设计
人工鸟巢的设计与制作
1、理解设计一个简单结构应考虑的主 要因素。
2、通过人工鸟巢的设计案例,能对简 单对象进行结构设计,并绘制设计图 纸,做出模型或原型。
结构设计的目标及要求
结构设计属于设计范畴，应遵循设计的一般原则
设计的一般原则 2、实用
1、创新
3、经济
7、可持续 发展
6、技术 规范
7
5
3
4 6
人工鸟巢的设计与制作
3、切割
错误的安装方法 正确的安装方法
人工鸟巢的设计与制作
4、打磨
人工鸟巢的设计与制作
5、组装成型
人工鸟巢的设计与制作
6、美化修饰