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结构设计理论方案

结构设计理论方案
结构设计理论方案

湖南省第四届大学生

结构设计大赛计算书

参赛学校:长沙理工大学

作品名称:比萨

参赛队伍:砼

参赛队员:吕昕睿易君健黄明凯指导老师:付果

目录

一、概述 (3)

二、设计说明 (3)

1. 方案构思 (3)

2. 结构选型 (3)

2.1 结构外形 (4)

2.2 材料截面选择 (4)

2.3 节点设计 (4)

3. 结构特色 (4)

三、方案设计 (5)

1. 设计基本假定 (5)

2. 结构三视图 (5)

3. 模型结构图 (7)

4. 节点详图 (8)

四、结构设计计算 (10)

1.静力分析 (10)

2. 内力分析 (10)

3. 位移计算 (12)

4. 结构分析总结 (14)

一、概述

结构在施工过程中的受力状态与结构在施工完成后正常使用过程中的受力状态是不完全一样的,甚至差异会比较大。有些情况下,设计人员只针对后者进行相应的设计,前者被一定程度的忽视了,从而造成事故,或者事故隐患。因此结构在施工过程中的状态及其响应必须得到工程师的重视,要求施工过程安全可控,建成后的结构内力和线型分布满足设计,同时也提倡设计时尽量考虑可能的施工过程影响

二、设计说明

1. 方案构思

根据竞赛规则要求,我们从模型制作材料的抗压特性,抗拉特性,加载形式和静力加载大小要求等方面出发,采用比赛提供的2mm厚,5mm厚竹条以及502胶和0.5mm厚竹皮设计制作了“比萨”结构模型,该模型为三角桁架体系结构,呈现出轻盈、简约的几何美。我们的设计理念是“人与自然的简单和谐之美”模型主要承受水平拉力,及拉力对整个结构造成的弯矩,竖直静荷载较容易满足。正视图采用等腰梯形结构。侧视图采用梯形结构,前后面整体向后倾斜。用竖直方向上的荷载来平衡部分结构所受的横向拉力,以此来增大整个体系所受横向荷载的能力。

2. 结构选型

由于梯形具有较强的稳定性,而且在平面上容易找平,我们选择梯形为主体结构框架。而且梯形结构可以减少材料用量,减轻模型重量,提高模型的承重比。

2.1结构外形

结构上平面投影为为600mm*300mm的矩形,上表面为360mm*190mm矩形。侧面为高为900mm的梯形,整个侧面采用平面桁架结构加强体系的稳定性和抗压能力和而且布有拉条来增强侧面的抗扭能力。前后两个正面布有拉条和压杆来增强前后面的抗扭能力。顶面布有横向斜杆,通过斜杆来将横向的拉力传给整个体系,使整个结构受力均匀。同时顶面,和每层层面均布有拉条,来增强顶面和个层面的抗扭能力的

2.2材料截面选择

前面两根受压的柱子,靠近受拉一侧采用两根1.5cm宽的5mm厚竹条;另一侧采用一根1.5cm宽的5mm厚竹条一根1.5cm宽的2mm厚竹条。后面两根主要受拉承受竖向荷载的柱子,靠近受拉一侧的采用两根1cm宽的5mm

厚竹条;另一边则采用一根1cm宽的5mm厚竹片和一根1cm宽的2mm厚竹条。所有的横梁均为2/3宽的5mm厚杆,斜杆为1/3厚5mm厚杆,拉条为1cm 宽。每个楼层层面的竹皮都可以来增加结构的抗扭能力。

2.3节点设计

主体框架结构相交的节点由于杆的倾斜在加静载时会引起较大的剪力,在连接时用竹粉填充密实,再用水平短竹片相连使竹片在下面顶住节点上部斜梁,在加载处节点贴上薄竹片来增大接触面积,从而来增大节点强度,增强结点的抗扭能力。整个结构体系,支座处的剪力和扭矩最大,因而支座采用四层的竹片相夹来增大接触面积,同时在连接处的空隙洒满竹粉,来增强支座的整体性。

3. 结构特色

我们摒弃了普通的梯形结构,结构整体向后倾斜,从而平衡掉部分的横向荷载,增加整个结构承受横向荷载的能力。每层的楼面不仅仅是装饰,还可以

提供横向的拉力,增强结构的抗扭能力和整体性。

三、方案设计

1. 设计基本假定

(1)竹片材质连续均匀。

(2)节点按绞节点计算,支座为固定支座。

(3)杆件计算时采用钢结构计算模式。

根据以上假定通过结构力学求解器软件建立计算模型,所得的内力和位移作为构件设计的依据。

2. 结构三视图

俯视图

正视图

左侧视图

右侧视图

3. 模型结构图

4. 节点详图

在楼面下方布拉条增强楼面抗扭能力

顶面布置斜杆,来将拉力均匀传到另一个侧面

支座采用多层竹条相粘,来增大接触面积

侧面采用T型杆来增强抗压能力

横梁顶端在柱子上黏贴竹块来增大横梁与柱子的接触面积

四、结构设计计算

根据本次比赛的加载规则,荷载为竖向静载荷,和水平方向静荷载。考虑到结构尺寸所能承受荷载的能力,需对本结构进行受力分析,在进行荷载分析时将竖直静载简化为集中荷载,横向简化为节点荷载,通过计算来对相对薄弱部分作相应的加固,使得材料得到充分合理的利用。

1.静力分析

结构顶部中部和底部分别各加载2个10kg质量的砝码总共为6个10kg砝码,根据受力特点及结构形式,将荷载简化为不同节点的集中力100N,分别同时施加在结构节点上。

根据MIDAS CIVIL软件建立的模型分析结果,找出结构最大处位移和最大处应力,分析最大处节点强度,刚度和稳定性。

2. 内力分析

通过对几组模型用力学求解器进行内力分析,具体如下:

FX轴力

Fy剪力

Fz剪力

最大应力图,标注出最大应力3. 位移计算

通过Midas对位移进行模拟

三视图如下:

俯视图

侧视图

正视图

注:通过模拟我们发现许多杆件和节点需要加强(红色和蓝色区域),对于需要加强的杆件我们对结构进行了改进和加强,真实结果与模拟出来的结果会有所不同。

4. 结构分析总结

通过在利用课余短时间内结构选型、结构设计与优化、理论分析、试验研究以及精心制作等一系列过程,我们的感触颇多:土木工程是一门实践性很强的学科,一名好的结构工程师,不仅需要坚实的理论知识作指导,在遭遇有各种各样未知的问题。还需要充分考虑实际情况,权衡,优化,综合考虑各方面的因素。所以,结构的进步离不开反复试验。在试验中检验和发现问题,那些体系简洁,受力明确的结构更有可能在复杂外力下胜出。一个好的结构师,更需要耐心和毅力和体力;在这次制作过程中,要在规定时间内,保质保量的完成。

CAD绘图技巧与建筑识图___入门级

CAD绘图技巧与建筑识图 入门级

一、CAD基础知识 二、宿舍楼平面图 三、宿舍楼立面图 四、宿舍楼剖面图 五、建筑行业就业形势论文 第一节AutoCAD的基础知识 CAD是Computer Adide Deignde简称(计算机辅助设计) CAD对我们建筑行业的人来说是非常重要的工具好比我们日常生活中吃饭用的筷子,不管以后是从事设计还是施工、监理等等都要用到CAD。事实论事我们以后进入社会的从事设计的人不会很多,大多数都要从施工做起,要想做好一个好的施工人员识图是必备的能力也是最基本的能力,对于我们刚刚接触建筑行业的人员,只有通过不短的画图联系才能掌握好识图的要领,可能一个施工员不是很会画图纸,但一个会画图纸的施工员必定是一个好的施工员,施工员在工地上是知道施工的人员,这就要求施工员掌握图纸上的每一个细节,建筑CAD就是绘制各种建筑图纸的(建筑施工图、结构施工图、水电施工图等等)所以CAD 应该是我们每一个专业人士应该掌握的技能。 一、安装要求: 为了给CAD一个优越的工作环境。用户的计算机,应采用高档的CPU(最低512的如pentiun133以上的处理器如果性能太低CAD将运行缓慢影响绘图速度,其优越性无法体现CAD安装的时候提供了一个很好的安装向导,可以按照安装向导的操作提示逐步进行安装。 提示:1安装完成后一定要重启计算机才能是配置生效 2拷贝资料是一定要安装程序快捷方式没用一默认般在C盘 3CAD2006的安装序列号:191-75444444(有注册机) CAD2007的安装序列号111-11111111

二CAD的界面组成 三、CAD的基本操作 1灵活的使用鼠标对提高绘图速度和绘图质量有着至关重要的作用,当鼠标在垫板上动时,鼠标的光标会在屏幕上不断的移动,光标所在屏幕上的位置不同,起形状也不同,所代表的含义也就不同,下面是各种光标形状所表示的含义: 光标形状含义光标形状含义 选择目标垂直移动 正常选择水平移动 正常绘图形状上右下移动 输入状态上左下移动 等待符号输入文本符号 应用程序启动任意平移

桥梁结构设计理论方案

桥梁结构设计理论方案 桥梁结构设计理论方案作品名称方舟桥参赛学校黑龙江八一农垦大学参赛队员专业名称土木工程、土木工程、土木工程土木工程、指导教师黑龙江省大学生结构设计竞赛组委会二○一一年目录模型方案说明11、材料12、设计思路13、外形选择24、比赛设计要求2结构设计说明21、参考资料22、材料力学性能估计33、结构选型34、截面选用45、荷载分析56、内力分析及计算简图67、试验研究98、承载能力估算99、破坏分析10模型方案说明1、材料桐木、502胶水,实际制作过程中常需在木材上涂胶,所用材料实际是木胶复合材料,其受拉时呈现线弹性和脆性,木材顺纹受拉弹性模量为,木材顺纹抗拉强度设计值为; 2、设计思路众所周知,材料在受拉力的情况下能够最充分的发挥强度,因此在结构的设计中尽可能多的利用木材的抗拉性能,充分发挥502胶水较强的抗剪能力,以及截面较为开展的木材较好的抗压能力,应用桁架结构设计一座质量尽可能小但承载能力尽可能大的木桥。因此,采用由规则矩形拼成的工字型木杆作为支撑桥面板的主梁,利用4*6的矩形木杆作为腹杆,其中竖杆主要受压; 应用粘合后的薄木片作为鱼腹式下弦的受拉构件。上下桥面采用梯形连接,减少材料用量。 3、外形选择模型跨度:1200mm模型长度:1300mm模型宽度:180mm模型高度:180mm结构形式:梁—桁架组合结构模型重量:130.77g 4、比赛设计要求几何尺寸要求(1)模型长度:模型有效长度(即悬空部分,也就是两侧可升降平台端部距离)为1200mm,两端提供竖向和侧向支撑。对于竖向支撑,每边支撑长度为0-70mm(起侧向支撑作用的侧向支撑挡板可左右活动,距离升降平台边缘距离范围为50-70mm,即距离升降平台边缘最远为70mm,最近为50mm,当模型端部支撑长度不足50mm时,则不能提供侧向支撑,仅能提供竖向支撑),如下图2所示。 (2)模型宽度:在模型有效长度范围内(中央悬空部分),模型宽度应不小于180mm,最宽不应超过300mm; 在支座范围内,宽度不限,但不应超过320mm。 (3)模型高度:模型上下表面距离最大位置的高度不应超过400mm; 为方便小车行驶,中央起拱高度不应超过40mm(中央起拱高度指未加载时,对于放置好的模型,端部构件上表面与模型中央起拱最高处构件上表面的距离); 端部支座位置处的高度不应超过150mm。 2.2结构形式要求对于结构形式没有特定要求,桥面设置两个车道,每个车道宽不得小于90mm,因两车道之间设有行车导索,所以车道之间不能有立柱、拉索一类的构件。 结构可以仅采用竖向支撑的方式,也可以采用竖向和侧向同时支撑的方式来实现约束,如果模型制作失误,不能够完成约束和加载,后果由参赛队伍自行承担。 结构设计说明1、参考资料《结构设计大赛细则》《木结构设计规范》《桥梁工程》2、材料力学性能估计桐木作为模型材料,其力学性能特点是受拉性能良好,抗撕裂能力差,抗弯压能力较弱,将木材粘合成横截面较大的材料后,可承受一定的弯矩,但受长细比的限制,多为压杆失稳状态的受力破坏。 502胶的粘接性能:木材粘接时原来的性质会发生改变,木材变得脆而且易

趣味筷子结构设计竞赛计划书

趣味筷子结构设计竞赛计划书 一、组织机构: 主办:哈尔滨学院理工学院 赞助:我爱竞赛网 二、活动对象: 全体在校学生 三、参赛形式: 每支参赛队队员不超过三人,其中设队长一名。 四、设计制作内容: 1、设计目的和制作总体构思 参赛队利用组委会统一提供的每组若干数量筷子(含缺损)和线绳,制作能承受静载的结构,结构形式不限(要求贴近实际工程,单根构件不可参赛),结构以承重能力为主要评分标准。 2、加载形式 结构采用材料力学多功能试验台加载,加载直至破坏,以破坏时的极限荷载计为最终成绩。 3、评分标准 大赛鼓励对结构设计自选形式,建议各参赛队充分利用网络资源、图书资源,去检索相关资料,请教有关老师,最终按设计方案搭建所设计的结构。选手还需要准备1—2分钟的关于自己作品的力学原理、结构创意的解说。 最后成绩=结构承受极限荷载(80℅)+结构形式(20℅)

4、注意事项 (1)比赛必须使用统一发放的材料,不得增加、不得对材料进行再次加工或使用其它同类材料替代。 (2)结构顶面需提供一个可用来加载的平面,加载平面尺寸不大于150mm*190mm,材料为钢板,由大赛提供,无需自备。 (3)结构高度要求不大于290mm。 (4)比赛第一阶段为初赛,承重低于20公斤的参赛队直接淘汰,不记成绩。 (5)比赛第二阶段为决赛,由大赛组委会统一加载。 五、活动时间安排: 1、报名阶段(4月11日至4月14日):填写参赛表报名。 2、结构现场制作(4月24日上午):利用半天时间现场制作,地点2602。 3、决赛(4月24日下午):决赛将于二号教学楼一楼大厅举行,届时将邀请校内专家进行点评、打分,举行现场颁奖仪式。 六、奖项设置: 大赛将按照决赛得分,评出一等奖五名(创新学分2分),二等奖十名(创新学分1.5分),三等奖二十名(创新学分1分),现场举行颁奖仪式。

桥梁概念设计与分析理论

桥梁概念设计与分析理论 一:桥梁属性与结构形式 1.1桥梁的属性 科学:分析实验 桥梁工程{ 技术:研发应用 艺术:创造美学 1.2 桥梁结构的分类 用途:人行桥,公路桥,铁路桥,公铁两用桥,城市桥,管道桥,明渠桥 材料:石桥,木桥,钢桥,混凝土桥,预应力混凝土桥(主跨90米,在中小跨度范围内已占绝对有优势,在大跨度范围内它正在同钢桥展开激烈竞争。它主要承重结构用预应力钢筋混凝土结构的桥梁。附加预应力混凝土:预应力混凝土,为了弥补混凝土过早出现裂缝的现象,在构件使用(加载)以前,预先给混凝土一个预压力,即在混凝土的受拉区内,用人工加力的方法,将钢筋进行张拉,利用钢筋的回缩力,使混凝土受拉区预先受压力。这种储存下来的预加压力,当构件承受由外荷载产生拉力时,首先抵消受拉区混凝土中的预压力,然后随荷载增加,才使混凝土受拉,这就限制了混凝土的伸长,延缓或不使裂缝出现,这就叫做预应力混凝土。)钢——混凝土组合结构桥 结构形式:梁桥拱桥斜拉桥悬索桥组合桥斜拉—悬

索协作体系 规模跨径:小桥(8~30米) 中桥(30~100) 大桥(100~1000) 特大桥(大于1000) 1.3桥梁结构形式与合理跨度范围 (1)梁桥 简支梁桥的跨度一般不超过70M,最有竞争力的跨度范围50M以下 等截面连续桥梁的合理跨度范围在30~110M,优势跨度范围50~80 变截面连续桥梁或连续钢结构桥的合理跨度50~350M,最有竞争力的跨度范围100~300M (2)~ (3)拱桥合理跨度范围600M以下,最有竞争力40~450M (4)系杆拱桥合理40~800M 最有竞争力150~1200M (5)斜拉桥合理80~1500M 最有竞争力150~1200M (6)悬索桥合理200以上,500以上最有竞争力 二:桥梁设计准则 2.1 桥梁设计的基本目标 安全实用经济美观 2.2安全性和试用性 (1)承载能力极限状态 1 结构或构件达到材料极限强度

建筑设计基础理论

建筑设计基础理论 住宅建筑设计 设计任务书 设计任务书是业主对工程项目设计提出的要求,是工程设计的主要依据。进行 可行性研究的工程项目, 可以用批准的可行性研究报告代替设计任务书。 设计任务书一般应 包括以下几方面内容: 1.设计项目名称、建设地点。 2.批准设计项目的文号、协议书文号及其有关内容。 3.设计项目的用地情况,包括建设用地范围地形、场地内原有建筑物、构筑物、要求保留 的树木及文物古迹的拆除和保留情况等。还应说明场地周围道路及建筑等环境情况。 4.工程所在地区的气象、地理条件、建设场地的工程地质条件。 5.水、电、气、燃料等能源供应情况,公共设施和交通运输条件。 6.用地、环保、卫生、消防、人防、抗震等要求和依据资料。 7.材料供应及施工条件情况。 8.工程设计的规模和项目组成。 9.项目的使用要求或生产工艺要求。 10.项目的设计标准及总投资。 11.建筑造型及建筑室内外装修方面要求。 建筑方案设计 建筑方案设计是依据设计任务书而编制的文件。 它由设计说明书、 设计图纸、 投资估算、 透视图等四部分组成, 一些大型或重要的建筑, 根据工程的需要可加做建筑模 型。 建筑方案 设计必须贯彻国家及地方有关工程建设的政策和法令,应符合国家现行的建筑工程建设标 准、设计规范和制图标准以及确定投资的有关指标、 定额和费用标准规定。 建筑方案设计的 内容和深度应符合有关规定的要求。 建筑方案设计一般应包括总平面、 建筑、结构、给水排 水、电气、采暖通风及空调、动力和投资估算等专业,除总平面和建筑专业应绘制图纸外, 其它专业以设计说明简述设计内容, 但当仅以设计说明还难以表达设计意图时, 简图进行表示。 建筑方案设计可以由业主直接委托有资格的设计单位进行设计, 竞选的方式进行设计。 方案设计竞选可以采用公开竞选和邀请竞选两种方式。 竞选应按有关管理办法执行。 初步设计 初步设计是根据批准的可行性研究报告或设计任务书而编制的初步设计文件。 初步设计 文件由设计说明书(包括设计总说明和各专业的设计说明书) 、设计图纸、主要设备及材料 表和工程概算书等四部分内容组成。 初步设计文件的编排顺序为: 1.封面; 2.扉页; 3.初 步设计文件目录; 4.设计说明书; 5.图纸; 6.主要设备及材料表; 7.工程概算书。在可以用设计 也可以采取 建筑方案设计

第十四届结构设计竞赛0325

大连市第十届大学生结构设计竞赛实施方案 一.竞赛题目 承受正负弯矩的梁模型设计、制作和加载 二.竞赛内容 竞赛内容,即竞赛评分范围如下: ①模型设计理论方案 ②现场陈述表现 ③现场加载实验 三.竞赛要求 1.理论方案要求 (1)理论方案应包括:设计说明书、方案图和计算书。设计说明书应包括对方案的构思、造型和结构体系及其他有特色方面的说明;方案图应包括结构整体布置图、主要构件详图和方案效果图;计算书应包括结构选型、计算简图、荷载分析、内力分析、承载能力估算等。 (2)理论方案封面必须注明作品名称、参赛学校、参赛队员姓名和专业、指导老师,并加盖参赛学校教务处公章(详见附件一);正文按设计说明书、方案图和计算书的顺序编排。除封面外,其余页面均不得出现任何有关参赛学校名称和个人姓名的信息,否则取消参赛资格。 (3)理论方案要求用A4纸打印,一式六份于规定时间内交到竞赛组委会,逾期作自动放弃处理。 2. 设计制作要求 (1)模型制作材料 模型制作材料为组委会统一提供的230克巴西白卡纸、铅发丝线和白胶。不得使用 组委会指定以外的其它任何材料,否则将直接取消其参赛资格。 (2)模型尺寸要求 模型界限为一长方体,分为底座和主结构两部分,主结构由两跨组成,中间跨长为 1200mm,悬臂一端跨长为500mm,其横截面高度不大于200 mm,宽度不大于200 mm(详 见图1);模型需设置一长度不大于100mm的底座,模型在底座范围内其截面宽度为 200mm,沿截面高度方向需设置夹板固定区,以便于设置夹板固定的区域,并保证有足

够的嵌固强度,每边的嵌固外伸段长度不得大于150mm ,嵌固端面需与嵌固台完整接触。模型的具体限制尺寸如下图所示。 图1 模型轮廓投影限制范围(单位mm ) (3)模型结构要求 a )模型底座两端沿竖向需设置用于夹板固定的宽平坦区,每边的固定长度不应小于100mm ,且不超过150mm ,模型与嵌固台的接触面应为平面,以确保模型与嵌固台完全接触。详见图2。 b )模型结构的下表面需设置两个加载作用点A 、B ,加载作用点A 距模型右侧悬臂端的水平距离为100±5mm(严格控制误差不得大于+5mm);加载作用点B 距模型右侧悬臂端的水平距离为1100±5mm ,且A 、B 点都位于沿梁宽方向的中点处,要求在A 、B 点设置可以施加竖向力的拉线环各1个。另需注意,拉线环的荷载全部由梁传递,不允许任何一部分拉线环的荷载直接传递给模型以外部分。模型各加载作用点的拉线环须满足承载要求,如发生破坏作加载失败处理。且拉线环受力拉直后距加载点的垂直距离为10±5mm 。A 、B 两点均需要用黑色粗线笔标出,赛前需要检验,误差不超过5mm 。 c )梁模型结构区上表面需保持水平,不得有明显的倾斜和弯曲,便于比赛中量测挠度。模型上表面需设置两个位移量测点1、2,分别对应于作用点A 、B 的正上方,位置要求同加载点,测点1、2均需要用黑色粗线笔标出,也需赛前需要检验,误

读书笔记之建筑结构设计快速入门

P24 1.1.3如何初估各种结构构件的截面尺寸 主动记忆一些常识性的工程数据,比如梁板的跨高比,剪力墙墙厚,平时注意积累分析,多问多算,大工程做细,小工程做精。 1.1.3熟记民用建筑设计荷载 (1)多高层住宅楼(商品房),二次装修改造的荷载,落棉荷载一般取值2.0kN/m2。 (2)3个2.0kN/m2 楼面做法自重(2.0kN/m2)轻质隔墙自重(2.0kN/m2)活荷载取值(2.0kN/m2) 2.0 2.0 2.0 左右,与实际不会有太大出入;对于屋面活荷载,不上人时0.5 kN/m2,上人时为2.0 kN/m2。 1.2.3 “次要让位于主要”的原则—明确哪些钢筋的位置对结构设计来说更重要 1.3.1 钢筋的三种连接方式—焊接、搭接、机械连接“孰优孰劣” 对于结构重要的部位,《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)规定钢筋的连接宜采用机械连接,而之前规范规定为焊接,改的原因是焊接会使被焊钢筋变脆,在抗震的重要部位,反而变成了“最坏”的做法。 机械连接分为邓强连接和不等强连接,I级为等强连接,II、III级则为不等强连接,主要是针对“钢筋接头处的强度是否大于钢筋母材强度”而言的。 设计可依据《钢筋机械连接通用技术规程》(JGJ 107-2003)中相关的规定,选择与受力情况相匹配的接头。 I级接头:套筒挤压、镦粗接头、剥肋滚螺纹。 剪力墙之水平与竖向分布筋,因钢筋较细,不是抗震的关键部位,适合采用搭接的方式,

不宜采用机械接头。 搭接接头应满足: (1)选择正确的搭接部位; (2)有足够的搭接长度; (3)搭接部位的箍筋间距加密至满足要求。 (4)有足够的混凝土强度与足够的保护层厚度。 如能满足这4款要求,搭接是一种比较好接头方式,而且往往是最省工的方法。但其缺点: (1)在抗震构件的内力较大部位,当构件承受反复荷载时,有滑动的可能; (2)在构件钢筋较密集时,采用搭接方法将使浇捣混凝土较为困难。 当受拉钢筋直径大于28mm,受压钢筋直径大于32mm时,不宜采用搭接。

结构设计大赛策划书

结构设计大赛策划书 结构设计大赛策划书(一) 一、竞赛目的 结构设计大赛旨在多方面培养大学生的创新思维和实际动手能力,培养团队精神,增强大学生的工程结构设计与实践能力,丰富校园学术氛围,促进交流与学习。 二、竞赛题目 专业组:输电塔结构模型设计与制作。 趣味组:稳立鸡蛋三.材料材料为203g白卡纸、腊线、白胶,固定模型的底板为木工板。(均由大赛组委会统一发放) 四、竞赛安排 1、参赛对象和形式 参赛对象:山东建筑大学全日制在校本科生、研究生。 参赛形式:规定以小组形式参赛,每组应由2-5人组成。 2、时间安排 (4)、本次结构设计大赛的加载及决赛答辩将同时举行,具体时间、地点以及其他详情大赛组委会将以海报形式予以通知,请随时关注、 3、参赛队培训 竞赛组委会在报名截止后将举办有关建筑结构方面的讲座,对本次竞赛题目答疑,对以往竞赛进行讲评,并邀请有关老师对本次结构设计竞赛进行指导,还将特邀以往竞赛成绩优秀者与参赛选手交流。相关安排将以海报形式通知,敬请关

注。 五、竞赛要求 1、参赛要求 (1)结构设计竞赛内容应包括理论设计方案和结构模型两部分。 (2)每个参赛队只能提交一份作品,并命名。 (3)参赛学生只允许参加一个参赛队,各队应独立设计、制作。竞赛期间,指导教师不得直接参与参赛作品的理论方案设计计算及模型制作。比赛时,任何人不得为参赛队提供帮助和指导。一经查实,将取消参赛资格。 (4)各参赛队必须在规定时间和地点参加竞赛活动,缺席者作自动放弃处理。竞赛期间不得任意换人,若有参赛队员因特殊原因退出,则缺人竞赛。 2、理论方案要求 (1)结构设计理论方案内容包括:方案图和计算书。方案图包括若干结构图及主要构件、结点详图;计算书包括荷载分析、内力分析、结构选型、计算简图、承载能力估算等。 (2)理论方案格式和要求:封面(见附件),第一页为300字左右的摘要,其后为方案图和计算书。 3、模型制作要求 (1)模型制作材料由竞赛组委会统一提供。各参赛队在规定时间内完成模型制作,最终模型需与提交的结构设计方案相一致。 (2)模型制作材料为203g白卡纸、腊线、白胶,固定模型的底板为木工板。材料统一由组委会提供和购买,不得使用非组委会提供的其它任何材料。否则,一经查实,取消其参赛资格,并予以通报。

第八届结构设计大赛

第八届结构设计大赛 作品说明书 作品名:高层建筑——“水韵帆影” 作者姓名: 赵薪顺、王勇权 赵建波、王蔺

摘要: 此次设计的灵感来源于迪拜著名建筑——帆船酒店。整个建筑造型类似于高悬于出海搏浪的远航船上一张迎风之帆。整个造型给人一种积极向上、奋发图强的视觉冲击力。此作品多采用纯白色为主题基调,辅助地选用天蓝色和绿色,给人一种活力和神秘感。作品大体分为两部分:一是位于底部的船体基座,主要用于承受上部荷载和起着整体协调、平衡的作用。二是上面主体部分——帆体。利用两根弧形弯柱和一根竖直柱起着主要支撑作用。帆体内利用白卡纸进行分层和户型设计。 制作动机:为了响应本学科的实践要求,提高自身动脑和动手能力,也为了体验团队合作的工作态度和工作方法。

制作目的:验证高层建筑承重原理和效果,也为了验证高层建筑中荷载的传递规律。培养动手能力和团队协作能力。 制作素材:统一发放的230克白卡纸、90克透明纸、乳胶和蜡线,刀、剪、尺等。 过程和方法:整个作品的制作周期共耗时约72小时。从大体上说可以将整个周期分为三个阶段 阶段一:作品基座的设计与制作。考虑到本作品属于高层建筑,故对于基座的要求较高,以便于进行整体承重和对于上部主体结构的支撑。基座长约30cm,宽约14cm,高约5cm.整体造型为长方体。利用规定的白卡纸和乳胶粘合而成。为了加强基座的稳定性和承重能力,基座四周的围护结

构多采用3-4层白卡纸叠合。基座上预留上部主体结构的柱洞。用于下一步两部分的链接。 阶段二:主体部分——帆部的设计与制作。作品的主要承重构件是三根大柱,其中两根为弧形。柱的制作过程较为复杂。制作过程中利用白卡纸做成圆筒状。这主要是基于方形柱制作复杂且在作品中承重有限,故选用圆筒状。在圈柱过程中辅以乳胶进行粘合,而且乳胶在固化后能够增加整体的承重效果。而后进行柱的安装。将弧形柱和直柱在竖直方向上构成三角形进行稳定。设计、制作楼板和房屋布局和开间,这主要是先在外部制作完成后在安装上去。房屋布局多选用小型户配观景阳台的形式,灵活多变。为了增加稳定性和上层建筑荷载的传递,两楼板间设置构造柱。是整体在竖直方向上受力大大增加。 阶段三:外部装饰。选用不同颜色卡纸进行整体装饰,为贴合主题——水韵帆影,多采用白色和黄色,整体效果浑然一体。轻盈稳固,具有一定的观赏价值。 结果:此次参加该项目的比赛,旨在锻炼大家的动手能力、设计能力和团队合作能力。感受在制作过程中小组成员的相互信任、相互协作的工作态度和方法。对于以后

桥梁结构设计方法的研究

桥梁结构设计方法的研究 摘要:目前桥梁结构耐久性研究中存在的问题。在比较了各国几种主要耐久性设计理论和方法的基础上,提出了一种新的耐久性设计思路和方法,即利用耐久度来衡量结构保持耐久性的能力,通过计算耐久性指标来评判某一时刻结构耐久性能否满足设计要求。该方法强调了多种因素共同作用、结构体系和构件荷载类别以及桥梁寿命周期经济性对耐久性设计的影响,具有概念明确、形式简单、便于应用等特点。 关键词:桥梁结构、设计、可靠性、创新 引言: 桥梁设计是一个复杂的,系统的工程。需要丰富的理论知识,并且尽量避免主观经验因素对设计的影响。在桥梁设计过程中仍然有许多重大的理论问题需要解决。目前,国内的桥梁结构设计普遍有这样的倾向:设计中考虑强度多而考虑耐久性少:重视强度极限状态而不重视使用极限状态,而结构在整个生命周期中最重要的却恰恰是使用时的性能表现;重视结构的建造而不重视结构的维护。这些倾向在一定程度上导致了当前工程事故频发、结构使用性能差、使用寿命短的不良后果;也与国际结构工程界日益重视耐久性、安全性、适用性的趋势相违背;也不符合结构动态和综合经济性的要求。 我国的桥梁设计理论和结构构造体系仍不够完善,在桥梁设计领域,特别是关于桥梁施工和使用期安全性的问题还有许多可以改进的地方。结构设计的首要任务是选择经济合理的结构方案,其次是结构分析与构件和连接的设计,并取用规范规定的安全系数或可靠性指标以保证结构的安全性。 一、结构的耐久性设计问题: 桥梁在建造和使用过程中,一定会受到环境、有害化学物质的侵蚀,并要承受车辆、风、地震、疲劳、超载、人为因素等外来作用,同时桥梁所采用材料的自身性能也会不断退化,从而导致结构各部分不同程度的损伤和劣化。 在大跨度桥梁领域,国内从上世纪80年代以来,建造了大量的斜拉桥。需要指出的是,很多这类问题与没有进行合理的耐久安全性设计有关,这也促使人们重新认识桥梁的耐久性问题。而这些研究大多是从材料和统计分析的角度进行的,对如何从结构和设计的角度来改善桥梁耐久安全性却很少有人研究。而且,长期以来,人们一直偏重于结构计算方法的研究,却忽视了对总体构造和细节处理方面的关注。因此,需要努力将耐久安全性的研究从定性分析向定量分析发展。 二、桥梁的超载问题:

贵州建筑初级职称考试试题建筑工程管理《基础理论一》

贵州建筑初级职称考试试题《基础理论一》 一、判断题(共20题,每题0.5分,共10分,在题目后划√或×) 1、申请领取施工许可证应当具备相应条件,是在《建筑安全生产监督管理规定》中规定的。(×)《建筑法》 2、建筑工程总承包单位可以将承包工程中的部分工程发包给具有相应资质条件的分包单位;但是,除总承包合同中约定的分包外,必须经建设单位认可。(√) 3、大型基础设施项目,施工单项合同估算价在200万元必须进行招标。(√) 4、招标人不得以任何方式限制或者排斥本地区、本系统以外的法人或者其他组织参加投标,体现了公正原则。(×)(公平原则) 5、建筑施工企业资质序列中的施工总承包序列共分4个等级。(×)(5) 6、开标地点应当为建设行政主管部门指定的场所。(×)(招标文件中预先确定的地点) 7、安全生产的方针是以人为本,安全第一。(×)(安全第一,预防为主) 8、建设单位实施拆除工程施工前,应当将施工单位资质登记证明资料报送建设工程所在地的有关部门备案。(×)(拆除施工组织方案) 9、建设工程的保修期,自竣工验收之日起计算。(×)(竣工验收合格) 10、线性组织结构每个工作部门只有一个指令源。(√) 11、建设项目目标控制的最重要措施是组织措施。(√) 12、在进度纠偏的措施中,调整任务分工属于管理措施。(×)(组织措施) 13、在施工成本管理的任务中,贯穿施工项目从投标阶段开始直至项目竣工验收全

过程的任务是成本预测。(×)(成本控制) 14、施工成本管理的措施中,组织措施是最易为人接受和采用的措施。(×)(经济措施) 15、按成本构成分解,施工成本可分为人工费、材料费、施工机械使用费、措施费、企业管理费和间接费。(×)(间接费) 16、施工成本控制的指导文件是工程承包合同。(×)(施工成本计划) 17、施工成本偏差的表达式应该是拟完工程计划施工成本—拟完工程计划施工成本。(×) (已完工程计划施工成本—已完工程计划施工成本) 18、在偏差计算中如果施工成本偏差小于零,进度偏差大于零,则结论为施工成本超支,工期拖延。(×)(施工成本节约,工期拖延) 19、横道图进度计划表中的进度线与时间坐标(A)相对应。(√) 20、双代号时标网络计划中以波形线表示虚工作。(×)(自由时差) 21、关键工作是指网络计划中总时差最小的工作。(√) 22、网络计划的总时差与自由时差关系是总时差大于自由时差。(×)(总时差大于等于自由时差) 23、建设工程项目进度控制目标实现的决定因素是管理措施。(×)(组织措施) 24、质量控制点是指为保证作业过程质量而确定的施工方案。(×)(薄弱环节) 25、建设工程施工质量验收层次划分的目的是实施对工程质量的验评分离。(×)(过程控制) 26、单位工程完工后,施工单位通过预验符合验收标准后,向验收组提交验收申请。(×)(监理单位)

结构设计大赛之桥梁模型设计

结构设计大赛之桥梁模型设计 戴洁 (广东交通职业技术学院,广东广州510650) 摘要:文中从结构设计大赛的模型要求及比赛加载方式分析入手,提出桥梁模型的设计方案构思,选择结 构方案.并进一步对模型进行了强度、刚度和稳定性受力分析。试验证明本次设计制作的桥梁模型非常坚固, 承受极限荷载接近于封顶值50 kg。 1桥梁模型设计 1.1模型要求及加载方式分析 结构设计大赛拟设计桥梁结构模型。桥梁结构模型设计尺寸要求为:桥面总长l 000 mln;桥面高不低于120 toni:桥面总宽160~180rnITl;桥面净空高度不小于200 toni:最大跨径不小于400 mm。尺寸要求体现了桥梁设计的桥下净空和桥面净空等功能要求。比赛加载方式为动静载结合方式,初赛要求徒手将一辆l5 kg的小车从桥头拉至最大跨的跨中位置.并在该位置停留不少于5 S 然后拉到桥部。模型不至于失效方可进入决赛。决赛采用跨中集中力加载方式,初始荷载为20 ,荷载增加梯度为5 k 次,封项荷载为50 。每次加载后停留5 S。模型不失效即加载成功。模型不失效的标准:模型强度足够、不失去整体承载力:模型跨中挠度不超过l5 mm。小小桥模型须承受l5~50 kg的重量,由此带来的跨中弯矩较大,承载亦不易。但更难控制的还是弯曲变形,挠度不超出15 mln即要求模型具有足够的抗弯刚度。 1.2材料分析 参赛的结构模型要求采用组委会统一提供的绘图纸、棉线和乳胶。主体材料为绘图纸.辅助材料为棉线和乳胶。单张的绘图纸只能承受少量拉力,不能作为受弯、受压构件,即使多张绘图纸叠放具有抗弯强度.也不能提供足够的抗弯刚度。要使纸构件提供足够的强度和刚度.一种方法将纸卷成圆柱形.作成圆形梁和圆形柱:另一种方法将纸张切片叠成一定厚度并粘在一起.作成一定高度的薄梁.可以用作桥面的抗弯构件。但从整体结构上必须布置成纵、横梁网格系。棉线抗拉能力强,不能受压.只能用来做受拉构件,吊(拉)桥面或捆绑节点,增强节点强度。白乳胶主要起粘结作用。 1.3结构选型与方案构思 鉴于比赛的加载重量大。且挠度变形量控制严格,桥型结构不能采用单一的梁桥、拱桥、悬索桥,而必须采用组合体系桥梁。为使桥面平整,便于行车,主体结构采用梁式桥型。为了增强模型的整体抗弯强度和抗弯刚度.布置斜拉杆(索)或垂直吊杆(索)。用卷成圆柱形的纸杆作为刚性斜拉杆或吊杆.节点用棉线捆绑牢固,做成类似斜拉桥的板拉桥刚性拉杆。桥面下可用拱形结构支撑桥面.也可以采用桥墩加斜撑辅助支撑桥面。拱形结构受力合理.但制作困难。下部结构主要采用实心的圆柱形纸杆作桥墩.由于直径有限(直径大时耗材多),难以保证桥墩的稳定性,而空心纸卷制作起来有困难.也不能提供足够的抗压强度,所以桥墩结构上必须加强各杆件的横向联系.以增强桥梁的整体稳定性。主孔纵向设计为梁式桥结合“A” 型塔斜拉桥。主梁5片,横梁10根,等间距地布置主梁、横梁,形成网格式梁式结构。“A” 型塔斜拉结构设计为双塔,两侧各一个.中间设一撑杆加强两边“A”型塔的横

结构设计大赛(桥梁)计算书

桥梁结构设计理论方案作品名称蔚然水岸 参赛学院建筑工程学院 参赛队员吕远、李丽平、李怡潇、赵培龙 专业名称土木工程 一、方案构思 1、设计思路 对于这次的设计,我们分别考虑了斜拉桥、拱桥、梁式桥和桁架桥的设计方案。斜拉桥可以看作是小跨径的公路桥,且对刚度有较高的要求,所以斜拉桥对材料的要求比较高,对于用桐木强度比不上其他样式的桥来得结实;拱桥最大主应力沿拱桥曲面而作用,而沿拱桥垂直方向最小主应力为零,可以很好的控制桥梁竖直方向的位移,但锁提供的支座条件较弱,且不提供水平力,显然也不是一个好的选择;梁式桥有较好的承载弯矩的能力,也可以较好的控制使用中的变形,但桥梁的稳定性是个很大的问题,控制不了桥梁的扭转变形,因此,我们也放弃了制作梁式桥的想法;而桁架桥具有比较好的刚度,腹杆即可承拉亦可承压,同时也可以较好的控制位移用料较省,所以,相比之下我们最后选择了桁架桥。 2、制作处理

(1)、截杆 裁杆是模型制作的第一步。经过试验我们发现,截杆时应该根据不同的杆件,采用不同的截断方法。对于质地较硬的杆应该用工具刀不断切磋,如同锯开;而对于较软的杆应该直接用刀刃用力按下,不宜用刀口前后切磋,易造成截面破损。 (2)、端部加工 端部加工是连接的是关键所在。为了能很好地使杆件彼此连接,我们根据不同的连接形式,对连接处进行处理,例如,切出一个斜口,增大连接的接触面积;刻出一个小槽,类似榫卯连接等。 (3)拼接 拼接是本模型制作的最大难点。由于是杆件截面较小,接触面积不够,乳胶干燥较慢等原因,连接是较为困难的。我们采取了很多措施加以控制,如用铁夹子对连接处加强压、用蜡线进行绑扎固定等。对于拱圈的制作,则预先将杆件置于水中浸泡并加上预应力使其不断弯曲,并按照先前划定的拱形不断调整,直至达到理想形状。 在拱脚处处理时,先粘结一个小的木块,让后用铁夹子施加很大的压力,保证连接能足够牢固。 乳胶粘接时要不断用电吹风间断性地吹风,使其尽快形成粘接力,达到强度的70%(基本固定)后即可让其自行风干。 (4)风干 模型制作完成后,再次用吹风机间断性地吹粘接处,基本稳定后,让其自然风干。 (5)修饰

大连交通大学第三届结构设计大赛理论设计方案

桥梁结构设计理论方案 作品名称途锐 参赛学校大连交通大学 参赛队员周权峰袁彬、魏剑锋 赵桐玉、杨馨胜专业名称土木工程 指导教师张涛 大连交通大学结构设计竞赛组委会 二○一一年

作品简介 考虑到本次竞赛题目要求为两跨双车道桥梁,在移动荷载以及均布静荷载作用下的加载,根据所学专业理论知识,认识到主要应该解决的是桥梁跨中的抗弯问题以及细节的抗扭问题、主梁的局部稳定性和支座处的抗剪能力。 从全国各高校的比赛情况来看,大多数模型均采用空腹式梁—桁架组合结构。这种桥型不仅制作简单、计算方便、理论与实际吻合情况较好,而且可以通过变桁高来实现竖向抗弯刚度沿桥长方向的变化,从而最大程度减轻结构自重。 在主梁类型的选择上我们曾考虑两种截面形式——工字形截面和空心圆形截面。在截面面积及杆件厚度相等的情况下(即控制“自重影响”这一变量),容易验证工字形截面比空心圆截面惯性矩大40%以上。此外,前者节点处理较圆形截面简单,故最终可选用工字形截面。 注:作品简介应包括对方案的构思、造型和结构体系及其他有特色方面的说明(可加页)。

结构承重验算1.材料的强度特性 我们查阅了浙江大学土木系对结构设计大赛材料的性能试验数据,如下:

1 5 2 ( 1 )( 2 )0.00 3.12 0.003.12 2.结构整体受力分析 我们对支座实际的约束情况加以分析,得到进行结构力学理论计算的杆件约束体系如下: 考虑到此次大赛规则有变,加载了均布的静荷载。联系所学桥梁知识对主梁的连续及非连续不同情况做了对比,(单位均布力) a. 中间为简支非连续梁在均布荷载下的弯矩图: 1.00 1.001 5 2 ( 1 ) ( 2 )5.00 5.00 M 图

结构设计原理知识点

第一章 钢筋混凝土结构基本概念及材料的物理力学性能 1.混凝土立方体抗压强度cu f :(基本强度指标)以边长150mm 立方体试件,按标准方法制作养护28d ,标准试验方法(不涂润滑剂,全截面受压,加载速度0.15~0.25MPa/s )测得的抗压强度作为混凝土立方体抗压强度 cu f 。 影响立方体强度主要因素为试件尺寸和试验方法。尺寸效应关系: cu f (150)=0.95cu f (100) cu f (150)=1.05cu f (200) 2.混凝土弹性模量和变形模量。 ①原点弹性模量:在混凝土受压应力—应变曲线图的原点作切线,该切线曲率即为原点弹性模量。表示为:E '=σ/ε=tan α0 ②变形模量:连接混凝土应力应变—曲线的原点及曲线上某一点K 作割线,K 点混凝土应力为σc (=0.5c f ),该割线(OK )的斜率即为变形模量,也称割线模量或弹塑性模量。 E c '''=tan α1=σc /εc 混凝土受拉弹性模量与受压弹性模量相等。 ③切线模量:混凝土应力应变—上某应力σc 处作一切线,该切线斜率即为相应于应力σc 时的切线模量''c E =d σ/d ε 3 . 徐变变形:在应力长期不变的作用下,混凝土的应变随时间增长的现象称为徐变。 影响徐变的因素:a. 内在因素,包括混凝土组成、龄期,龄期越早,徐变越大;b. 环境条件,指养护和使用时的温度、湿度,温度越高,湿度越低,徐变越大;c. 应力条件,压应力σ﹤0.5 c f ,徐变与应力呈线性关系;当压应力σ介于(0.5~0.8)c f 之间,徐变增长比应力快;当压应力σ﹥0.8 c f 时,混凝土的非线性徐变不收敛。 徐变对结构的影响:a.使结构变形增加;b.静定结构会使截面中产生应力重分布;c.超静定结构引起赘余力;d.在预应力混凝土结构中产生预 应力损失。 4.收缩变形:在混凝土中凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间推移而减少的现象称为收缩。 混凝土收缩原因:a.硬化初期,化学性收缩,本身的体积收缩;b.后期,物理收缩,失水干燥。 影响混凝土收缩的主要因素:a.混凝土组成和配比;b.构件的养护条件、使用环境的温度和湿度,以及凡是影响混凝土中水分保持的因素;c.构件的体表比,比值越小收缩越大。 混凝土收缩对结构的影响:a.构件未受荷前可能产生裂缝;b.预应力构件中引起预应力损失;c.超静定结构产生次内力。 5.钢筋的基本概念 1.钢筋按化学成分分类,可分为碳素钢和普通低合金钢。 2钢筋按加工方法分类,可分为a.热轧钢筋;b.热处理钢筋;c.冷加工钢筋(冷拉钢筋、冷轧钢筋、冷轧带肋钢筋和冷轧扭钢筋。) 6.钢筋的力学性能 物理力学指标:(1)两个强度指标:屈服强度,结构设计计算中强度取值主要依据;极限抗拉强度,材料实际破坏强度,衡量钢筋屈服后的抗拉能力,不能作为计算依据。(2)两个塑性指标:伸长率和冷弯性能:钢材在冷加工过程和使用时不开裂、弯断或脆断的性能。 7.钢筋和混凝土共同工作的的原因:(1)混凝土和钢筋之间有着良好的黏结力;(2)二者具有相近的温度线膨胀系数;(3)在保护层足够的前提下,呈碱性的混凝土可以保护钢筋不易锈蚀,保证了钢筋与混凝土的共同作用。 第二章 结构按极限状态法设计计算的原则 1.结构概率设计的方法按发展进程划分为三个水准:a.水准Ⅰ,半概率设计法,只对影响结构可靠度的某些参数,用数理统计分析,并与经验结合,对结构的可靠度不能做出定量的估计;b.水准Ⅱ,近似概率设计法,用概率论和数理统计理论,对结构、构件、或截面设计的可靠概率做出近似估计,忽略了变量随时间的关系,非线性极限状态方程线性化;c.水准Ⅲ,全概略设计法,我国《公桥规》采用水准Ⅱ。 2.结构的可靠性:指结构在规定时间(设计基准期)、规定的条件下,完成预定功能的能力。 可靠性组成:安全性、适用性、耐久性。 可靠度:对结构的可靠性进行概率描述称为结构可靠度。 3.结构的极限状态:当整个结构或构件的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时,则此特定状态称为该功能的极限状态。 极限状态分为承载能力极限状态、正常使用极限状态和破坏—安全状态。 承载能力极限状态对应于结构或构件达到最大承载力或不适于继续承载的变形,具体表现:a.整个构件或结构的一部分作为刚体失去平衡;b.结构构件或连接处因超过材料强度而破坏;c.结构转变成机动体系;d.结构或构件丧失稳定;e.变形过大,不能继续承载和使用。 正常使用极限状态对应于结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值,具体表现:a.由于外观变形影响正常使用;b.由于耐久性能的局部损坏影响正常使用;c.由于震动影响正常使用;d.由于其他特定状态影响正常使用。 破坏—安全状态是指偶然事件造成局部损坏后,其余部分不至于发生连续倒塌的状态。(破坏—安全极限状态归到承载能力极限状态中) 4.作用:使结构产生内力、变形、应力、应变的所有原因。 作用分为:永久作用、可变作用和偶然作用。 永久作用:在结构使用期内,其量值不随时间变化,或其变化与平均值相比可忽略不计的作用 可变作用:在结构试用期内,其量值随时间变化,且其变化值与平均值相比较不可忽略的作用。

纸质桥梁设计方案

科技创新活动 题目:纸质桥梁模型制作年级专业:2011级水利水电工程班级:一班 学生:* * *(组长) * * * * * * * * * * * * * * * 指导教师:* * * 日期:2013年7月11日

城乡建设与工程管理学院 11级水利水电工程专业1班科技创新活动任务书——之纸质桥梁模型制作 1、桥梁模型要求: (1)桥梁模型总长度1000mm,制作误差不得超过10mm总宽度250mm,制作误差不得超过5mm,可采用多种桥梁型式。 (2)桥面须是水平的。 (3)桥的制造必须保证假设小车的正常通过。假设小车的尺寸是长30cm宽21cm高19cm的平板小车。 2、材料要求:A0绘图纸及白乳胶 3、加载方法:在桥梁跨中逐渐加载直至模型失效。失效标准为:(1)模型无法按照现场条件正确安装就位; (2)因模型的部件障碍或变形过大或模型发生破坏等原因,使得小车不能顺利到达彼岸。 (3)桥梁在加载的过程中最大挠度超过2.5cm。 (4)超出正常允许情形的其它失效情况。 4、分组要求:全班57人分成10组,其中7组6人,3组5人。 5、模型加载时间:星期四下午2点开始。 6、评分标准:本活动以锻炼学生的创新思维及团结协作为目的,评

分根据学生的作品及在活动中的参与表现综合评分。. 科技创新活动报告 ——纸质桥梁模型设计 一、模型结构分析 (一)、材料力学性能分析 纸作为模型材料,其力学性能特点是受拉性能良好,抗撕裂能力差,抗弯压能力近似为零。将纸折成圆筒并用乳胶粘结后,可承受一定的压力,但受长细比的限制,多为压杆失稳状态的受力破坏。可承受少许弯矩。 乳胶的粘接性能:纸带对接时强度降低,纸带侧接时,强度较高,认为与母材强度相同。 (二)、构件力学性能 经过分析,纸卷成圆筒后,承拉能力远大于承压能力。在此构件力学性能分析的基础上,我们一致认为:方案应多选择为拉杆,压杆短而受力小,尽量不使其受弯矩。 二、设计方案分析 在模型结构分析的基础上,我们对以下几种设计方案进行了分析。1.简支梁。简支梁受部分均布荷载。由于构件受弯是非常不利的,因此如果选用简支梁的形式,梁纵截面应选用鱼腹梁的形式。但制作难度大。如果梁为几片相同形状的纸粘接加厚而成,则侧面易失稳。因此不便采用。 2.拱形结构。拱桥最适于承受均布荷载,但在制作上较费材料。由于

结构设计新手的七种学习方法(免费分享)

结构设计新手的七种学习方法 第一种武器:熟悉结构设计的任务和内容 如果你的职业规划是结构设计,了解民用建筑结构设计的深度很重要,起码要知道结构设计不同阶段的不同设计内容,这样可以做到有的放矢,心中有数。如果连起码的设计内容都不是这里缺一点就是那里漏一点,想不被审图办打回来都难! 结构新手必看--民用建筑结构设计深度及图样 https://www.doczj.com/doc/7d4522181.html,/forum.php?mod=viewthread&tid=35189&fromuid=991887 05G104民用建筑结构初步设计深度及图样 04G103民用建筑结构施工图设计深度及图样 第二种武器:扎实的结构理论基础知识要用结构理论武装自己的头脑,切忌盲目上阵: 大学本科的材料力学、结构力学、混凝土设计原理、工程结构抗震设计、土力学与地基基础等等这些和结构设计紧密相关的主干课程务必要重视。真正的高手一定是具备理论和实践相结合的素质,但如果这些理论不过关的话何谈理论与实践相结合呢?很多学生在学校的时候总是觉得学校的课程枯燥无味,不知道学这些知识和实际的设计有什么样的联系。其实当你真正地涉足设计的时候却往往发现:原来我们90%的设计总是可以从我们的大学课程中找到它的原型。我们很多学员都是在开始设计的过程中发现自己大学的主干课程学得不扎实然后恶补,与其亡羊补牢,不如未雨绸缪。如果你的职业规划是结构设计,这些和结构设计紧密相关的主干课程务是一个必须跨过去的坎,任何抱着侥幸心理而又想做好结构设计的思想都是不切实际的,在这个原则问题上是无法妥协也是没有捷径而言的。比如结构新人在画楼梯大样配筋时经常容易犯图一的错误,之所以犯这样的错误就是因为对钢筋和混凝土的材料特性不了解。

结构设计大赛理论方案设计设计

结构设计理论方案 作品名称: 团队名称: 团队成员:李晓斌胡建华潘富康 专业班级:土木0806班 团队精神:结构有形梦想无限承载希望建筑未来

目录1、作品摘要 2、结构计算书 2.1结构选型 2.2荷载分析 2.3内力计算分析 1.3.1截面性质分析 1.3.2内力分析计算 2.4内力计算数据表 2.4.1杆端内力值 2.4.2位移计算 2.4.3内力图

3、结构方案图 4、承载能力估算 1、作品摘要:本作品结构为框架结构,其优点为建筑平面布置灵活,使用空间大,延性较好。但是,框架结构由于其抗侧刚度较差,水平力作用下侧向变形较大,所以设计中应合理地布置抗侧力构件,减少水平力作用下侧向变形;平面布置宜规则、对称,并应具有良好的整体性;结构的侧向刚度宜均匀变化,竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小(不应在同一层同时改变构件的截面尺寸和材料强度),避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。我们组的结构为六层的矩形框架结构,由四个直径从下向上逐渐增大的渐变形圆柱支撑整体,柱在节点处保持连续、刚接;横杆、斜杆与柱铰接。从而在一定程度上满足了设计要求。 2、计算书: 2.1结构选型:我们组的结构为六层的矩形框架结构,有四个渐变形圆柱支撑整体,层高133mm,建筑总高985mm。结构受力体系为两榀平面桁架,因此可以选平面结构进行内力计算。为简化计算,认为基础底部为刚接;柱在节点处保持连续、刚接;横杆、斜杆与柱铰

接。 2.2荷载分析:已知荷载:模型顶部为15Kg(150N)的竖向荷载,侧向最大加5Kg(50N)的冲击荷载。 对于冲击荷载的计算,重物G从10cm处自由落体,可知其最大速度为V1=√2gh,再由动量定理可得,Ft=mv,F=m√2gh/t ,考虑冲击时间为0.25s,可得F=28.3N,所以得出冲击荷载为F1=28.3+50=78.3N。考虑冲击时绳子完全回弹则V2=―V1=―√2gh,所以的F2=―2m√2gh/t=―56.6,得出冲击荷载为56.5+50=106.6。综上所述,真实情况在两者之间,考虑安全因素取106.6N。荷载分项系数和组合系数均取1.0。 2.3内力分析计算: 2.3.1截面性质分析:虽然柱子为渐变形柱子,但考虑安全因数,所以按最小的截面进行验算。查资料知,白卡纸的弹性模量E=1459MPa,所以得柱的抗拉(压)刚度为EA1=165009N,抗弯刚度EI=1353074N拉(压)杆的抗拉刚度为EA2=73337N,EI=249347N 2.3.2内力分析计算:采用清华大学开发的结构力学求解器进行计算: 其命令如下: 结点,1,0,0 结点,2,0,133 结点,3,0,266

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