第十二届同济大学大学生结构设计与模型竞赛计算书2
结构设计大赛计算书
结构设计大赛计算书
作品名称:启明星
作品重量: 342g
队伍名称:宝宝琪最美队
学生姓名:顾姝妤学号 20148568
学生姓名:乐呈学号 20148389
学生姓名:刘小琪学号 20148316
建筑方案说明
1.建筑材料
(1)竹材,用于制作结构构件。
竹材力学性能参考值:弹性模量 1.0×10^4 MPa,抗拉强度 60MPa。
(2)502 胶水,用于模型结构构件之间的连接。
(3)铅发丝线 5m,用于制作悬挂吊重的绳套。
(4)热熔胶:用于模型与圆形支承钢柱的连接。
根据组委会提供的材料及性能参考值可知,结构的主要材料竹皮是理想的弹塑性材料,同时应充分发挥材料的抗拉性能。
2.建筑工程
我们利用0.2mm厚竹皮的抗拉强度大及刚度小的特点,与0.5mm 厚竹皮粘结制成的刚度较大的杆件,以及空心竹杆连接制成一个预应力整体结构,并将两个相同的结构组装成为一个美观的整体。
通过最合理的结构设计以及组合方法,将荷载几乎全部通过拉力承担,用最少的材料发挥最大的强度。
结构计算书
1.计算简图
2.荷载分析
轴力图
弯矩图
3.变形分析
4.结论
由分析可知,整个结构主要承受沿杆方向的轴力作用,而弯矩非常小,竹皮的抗拉和空心管的抗压能力都十分可靠。
并且我们在易变形处用竹皮包裹加强稳定性,因此结构可以承受很大的荷载。
第十二届同济大学大学生结构设计与模型竞赛计算书 2
理论分析计算书目录一、设计说明 (3)1、方案构思 (3)2、结构选型 (4)3、结构特色 (5)二、方案设计 (5)1、设计基本假定 (5)2、模型结构图 (5)3、节点详图 (8)4、主要构件材料表及结构预计重量 (10)三、结构设计计算 (11)1、静力分析 (11)2、内力分析 (13)3、承载力及位移计算 (15)四、结构分析总结 (16)一、设计说明根据竞赛规则要求,我们从模型制作的材料抗压特性,冲击荷载形式和静力加载大小要求等方面出发,结合节省材料,经济美观,承载力强等特点,采用比赛提供的木材细杆和木板,502胶水味粘结剂精心设计制作了“三足鼎立”结构模型,空间桁架结构为该模型的一大亮点。
1、方案构思模型主要承受150N竖直静荷载和一定的竖向冲击荷载,竖直静荷载较容易满足,而竖向冲击荷载结构的刚度要求较高,同时要求结构有较强的抗剪能力。
(1)本结构主要构思是想利用三根柱子的轴力来抵抗荷载的作用(2)设计的总原则是:尽可能的利用竖向支撑的三根粗杆来提高柱子的承载力而在柱子之间辅以细杆来稳定结构,并利用木材的抗拉性能,及抗压性能来抵抗荷载的作用。
2、结构选型由于三角形具有较强的稳定性,而且在平面上容易找平,我们选择三角形为主体结构框架,桁架受力均匀简单,仅受轴力,便于木材性能的发挥,我们以空间桁架为主导。
2.1结构外形结构上平面为边长225mm的等边三角形,底面在半径为240mm的圆上,整体为相似三角形,内部采用空间桁架结构加强稳定性。
2.2材料截面选择主体三根柱子截面为四根2*8的杆件粘接而成,形成外侧10mm,内侧8mm的箱型,保证抗压的同时减轻材料的质量。
T型柱稳定性较好,我们用T型柱搭出上部的空间角锥体,使结构整体稳定。
主体承力T型柱由2*6㎜翼缘2*4㎜腹板组成框架结构。
外围由2*4㎜与2*6的L行梁连接,结构内部由2*2㎜斜梁与主体柱交叉相连,增强整体稳定性。
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动载和静载时会引起较大的剪力,在连接时用小木片填充密实,再用2*2水平短木条相连使木条在下面顶住节点上部斜梁,在加载处节点贴上薄木片来增大接触面积,从而来增大节点强度,从而在结构受力计算时一些节点模拟成刚节点。
2018 年第十二届全国大学生结构设计竞赛题目
附件12018 年第十二届全国大学生结构设计竞赛题目(结设竞函〔2018〕03 号)《承受多荷载工况的大跨度空间结构模型设计与制作》1.命题背景目前大跨度结构的建造和所采用的技术已成为衡量一个国家建筑水平的重要标志,许多宏伟而富有特色的大跨度建筑已成为当地的象征性标志和著名的人文景观。
本次题目,要求学生针对静载、随机选位荷载及移动荷载等多种荷载工况下的空间结构进行受力分析、模型制作及试验。
此三种荷载工况分别对应实际结构设计中的恒荷载、活荷载和变化方向的水平荷载(如风荷载或地震荷载),并根据模型试验特点进行了一定简化。
选题具有重要的现实意义和工程针对性。
通过本次比赛,可考察学生的计算机建模能力、多荷载工况组合下的结构优化分析计算能力、复杂空间节点设计安装能力,检验大学生对土木工程结构知识的综合运用能力。
2.赛题概述竞赛赛题要求参赛队设计并制作一个大跨度空间屋盖结构模型,模型构件允许的布置范围为两个半球面之间的空间,如图1所示,内半球体半径为375mm,外半球体半径为550mm。
`R375R55R375R550(a) 平面图(b)剖面图(c)3d图图1 模型区域示意图(单位:mm)模型需在指定位置设置加载点,加载示意图如图2所示。
模型放置于加载台上,先在8个点上施加竖向荷载(加载点位置及编号规则详见4.1及4.3),具体做法是:采用挂钩从加载点上引垂直线,并通过转向滑轮装置将加载线引到加载台两侧,采用在挂盘上放置砝码的方式施加垂直荷载。
在8个点中的点1处施加变化方向的水平荷载,具体做法是:采用挂钩从加载点上引水平线,通过可调节高度的转向滑轮装置将加载线引至加载台一侧,并在挂盘上放置砝码用于施加水平荷载。
施加水平荷载的装置可绕通过点1的竖轴旋转,用于施加变化方向的水平荷载。
具体加载点位置及方式详见后续模型加载要求。
— 2 —图2 加载3d示意图(注:本图的模型仅为参考构型,只要满足题目要求的结构均为可行模型)3. 模型方案及制作要求3.1. 理论方案要求(1) 理论方案指模型的设计说明书和计算书。
(整理)全国大学生结构设计竞赛计算书.
目录1设计说明 (1)2总装配图 (1)3叶片设计及构件图 (2)4塔架设计、构件图及主要连接图 (3)4.1发电塔架设计 (3)4.2 结构几何与材料属性的确定 (5)4.3 塔身构件图 (5)4.4 主要连接图 (6)5水平风荷载计算 (8)6 结构变形计算 (9)6.1 有限元模型的建立 (9)6.2 分析假定 (10)6.3位移计算结果 (10)7结构承载力计算结果 (11)7.1强度验算 (11)7.2稳定性分析(对压弯柱) (12)8模型详图与材料预算 (12)参考文献 (13)1设计说明此次结构设计竞赛模型为定向木结构风力发电塔。
竞赛限定塔身高为800mm,叶轮直径为800mm。
竞赛目的是为了在满足竞赛要求的情况下,通过合理设计叶片形状和数目,使得风力发电机的发电效率最大,同时尽量保证发电塔的塔身结构材料消耗较轻,结构强度和刚度能够满足竞赛要求。
这需要综合运用空气动力学、结构力学和材料力学等相关的力学知识。
从结构刚度要求和节约材料角度出发,发电塔结构选择正三角形截面的格构式结构。
其具有较好的刚度,同时在视觉上,我们也希望以尽量少的杆件形成刚度较好的塔架结构,并通过合理的设计尽量减小杆件的截面尺寸,这样从各个角度观赏结构都具有较好的视觉效果。
我们设计的结构模型效果如图1所示。
图1 结构模型图(斜视图)2总装配图总装配图如图2所示,采用三片叶片,三片叶片之间角度为120度。
叶片与风电塔之间采用风叶连接件进行连接,风叶连接件的外轮廓尺寸为92mm。
图2 总装配图3叶片设计及构件图图3风力发电机测试系统风力发电机的功率和位移测试系统如图3所示。
在风力发电机的发电功率测试系统中,发电机功率采用功率计测量,负载为15欧姆。
风力发电机的效率和叶片对发电机产生的扭矩密切相关,其与电流强度、叶片的动力扭矩成正比。
图4叶片外轮廓图图5 叶片分段截面尺寸风力发电机叶片设计是风力发电机捕捉风能的核心部件,叶片设计的好坏直接决定了风力发电机的发电效率,是整个风力发电机系统最为关键的部分。
结构设计大赛 计算书
作用为,参考模型动力计算简图:
可得到: F1=13.2N,F2=22.4N,F3=31.8N,F4=41.2N 各层竖向荷载为原来一半: N=0.5G=0.5×32=16(N) 各层水平地震作用为原来一半: P1=0.5F1=0.5×13.2=6.6(N) P2=0.5F2=0.5×22.4=11.2(N) P3=0.5F3=0.5×31.8=15.9(N) P4=0.5F4=0.5×41.2=20.6(N) 所以根据简化后整个结构的受力情况,由结构力学求解器可得到结
作品名称:哥特之居 参赛队伍: 梦 之 队 成 员:组长:张会彬、
组员:潘卫兵 胡攀 廖高建 高永强 杨潘潘 王聪超 张少飞
目录 一、设计说明 ………………………………………………… (3) 1、方案构思 ……………………………………………………(3) 2、结构选型 ……………………………………………………(3) 3、结构特色 ……………………………………………………(4) 二、设计方案 …………………………………………………(4) 1、设计基本假定…………………………………………………(5) 2、主要构件材料表………………………………………………(6) 三、结构设计计算 ………………………………………………(6)
1、方案构思
模型主要承受竖直荷载和较大的水平动载,竖直荷载较容易满足, 水平动载对结构的刚度要求较高,同时要求结构有较强的抗剪能力。
(1)本结构主要构思是想利用四根柱子的轴力来抵抗荷载的作用 和地震作用。
(2)设计的总原则是:尽可能的利用细杆来提高柱子的承载力, 并利用木材的抗拉性能,及抗压性能来抵抗荷载的作用。
写在篇尾的话: 经过了近一个月的准备,从构思到设计再到动手建造,让我们在思 考中收获成长;在实践中体味快乐。
大连市第十二届大学生结构设计竞赛题目(第一稿)
大连市第十二届大学生结构设计竞赛题目(第一稿)一.竞赛题目高耸结构模型设计、制作和加载试验二.竞赛内容竞赛内容包括:理论方案设计、结构模型制作、作品介绍与答辩、模型加载试验。
三.竞赛要求1. 理论方案要求(1)理论方案的内容应包括: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、结点详图和方案效果图;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,字体为小四字体,1.5 倍行距,一式五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(鞋底)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,并通报。
(2)模型制作要求①模型总高度应为1000mm,允许误差为10mm;②模型在高度为400mm 和700mm 处应分别有一个加载平台,允许误差为5mm;③图1为模型制作空间投影图。
模型制作范围为空白区域。
内部的阴影空间1、2 均为圆柱,直径分别为150mm,60mm,高度分别为100mm,900mm;空白区域3 为圆台,其规格:上下底直径分别为160mm,250mm,高度为1000mm;阴影空间4 是为加载器材放置而设定的,是以60mm×10mm 的横截面横穿圆台空间正中的净空区域,并且上下互相垂直,该区域为加载钢板放置位置,阴影区域不允许制作构件;④模型顶部要求:模型顶通过安装加载装置(如图2)对其施加扭转荷载(如图3),模型在侧视方向上的装置固定宽度须大于等于100mm,即侧视方向上的两固定钢板的内侧距离须大于等于100mm,且应满足能使顶部加载装置固定住的要求,模型顶部形状不作限制;⑤模型的外形不作限制;⑥模型需要在400mm 和700mm 高度处的钢板放置位置用笔标记出钢板放置位置。
2020年全国大学生结构设计竞赛计算书
1结构建模及主要参数本结构采用MIDAS进行结构建模及分析。
1.1midas结构模型利用有限元分析软件midas建立了结构的分析模型,模型采用梁单元建立,如图1-1所示。
(a) 结构分析模型三维轴测图(b) 结构分析模型侧面图(c) 结构分析模型立面图(d) 结构分析模型平面图图1-1 模型图1.2结构分析中的主要参数在midas建模分析中,对主要参数进行了如下定义:(1)材料部分:竹皮的弹性模量设为6000N/mm2,抗拉强度设为60N/mm2;(2)几何信息部分:桁架杆件采用了矩形截面,截面尺寸有两种,第一种(高6mm,宽6mm,厚度1mm);第二种(高12mm,宽6mm,厚度1mm)。
虚拟梁采用矩形截面截面,截面尺寸:高4mm,宽4mm。
(3)荷载工况部分:根据赛题规定,可能有4种荷载工况。
第一级荷载为GA1=90N、GA2=90N、GB1=90N、GB2=90N、GC1=90N、GC2=90N、GD1=90N、GD2=90N,第二级荷载为GA1=90N、GA2=0N、GB1=180N、GB2=90N、GC1=90N、GC2=90N、GD1=90N、GD2=90N,第三级荷载为GA1=90N、GA2=0N、GB1=0N、GB2=270N、GC1=90N、GC2=90N、GD1=90N、GD2=90N,第四级荷载为50N的移动荷载,并保持第三级荷载不变。
(4)结构支座部分:支座节点位置全部使用固结约束。
2受力分析2.1强度分析(1)第一级荷载在第一级荷载作用下,查看结构的梁单元内力图。
经分析,其应力情况如图2-1所示,可知:结构最大拉应力为17.59MPa,最大压应力为-20.01MPa,结构满足材料强度要求。
图2-1 第一级荷载下梁单元应力(2)第二级荷载在第二级荷载作用下,查看结构的梁单元内力图。
经分析,其应力情况如图2-2所示,可知:结构最大拉应力为20.18MPa,最大压应力为24.78MPa结构满足材料强度要求。
同济大学土木工程本科毕业设计-框架结构设计计算书终稿
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊TONGJI UNIVERSITY毕业设计(论文)课题名称上海某生物技术公司办公楼副标题D楼框架结构设计院(系) 土木工程学院(建筑工程系)专业土木工程姓名陈恩慈学号091036指导教师吴善能日期2013年6月14日┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊上海某生物技术公司办公楼――D楼框架结构设计学生陈恩慈(专业:土木工程学院土木工程专业)指导教师吴善能(单位:土木工程学院建筑工程系)【设计总说明】1建筑设计总说明1.1工程概况本建筑是上海某生物技术公司办公楼,地处上海市浦东新区。
经上级主管部门和城建部门批准,该公司拟建造一栋总建筑面积为1800 m2的三层现浇钢筋混凝土框架结构办公楼。
1.2 设计资料⑴本建筑设计使用年限:50年。
⑵建筑结构重要性等级:二级。
抗震设防烈度7度,抗震设防类别为丙类,设计地震分组为第一组建筑场地四类。
⑶楼面和屋面活荷载标准值为2.0kN/m2。
⑷风荷载设计参数:基本风压为0.55kN/m2,地面粗糙度类别为C。
⑸雪荷载设计参数:基本雪压为0.20kN/m2。
⑹工程地质资料地下水位在地表以下0.55m处。
按工程地质勘察报告,场地地层特性为:第①层素填土:平均厚1.6 m。
第②层粉质粘土:褐黄色,平均层厚2.50m,压缩系数a=0.34MPa-1,中压缩性,土质相对较好,容许承载力f =95kN / m2。
第③层淤泥质粉质粘土:灰色,平均层厚6.30m,流塑,高压缩性,容许承载力f =75kN/m2。
第④层淤泥质粘土:灰色,平均层厚3.96m,流塑,高压缩性,容许承载力f =65kN/m2。
第⑤层淤泥质粉质粘土:灰色,平均层厚3.30m,流塑,高压缩性,容许承载力f =60kN/m2。
第⑥层粉质粘土:灰色,平均层厚8.30m,软塑,高偏中压缩性,容许承载力f =75kN/m2。
第十二届科技节结构模型设计大赛项目策划书
华中科技大学第十二届“飞航杯”大学生科技节之结构模型设计大赛策划书目录一、活动背景 (1)二、活动意义 (2)三、活动简要 (2)四、活动可行性 (3)五、活动安排 (5)六、活动效果和影响力 (6)七、赛制介绍 (7)八、比赛宣传 (7)九、活动流程 (13)十、奖项设置 (15)十一、活动应急方案 (16)十二、商家协议 (17)十三、附录 (18)(一)经费预算表 (18)(二)活动时间表 (19)(三)报名表 (20)(四)专业组赛题 (21)(五)兴趣组赛题 (30)(六)《方案设计与理论分析》封面(专业组) (31)全国大学生结构设计竞赛由国家教育部、住房和城乡建设部、中国土木工程学会联合主办,由高校轮流承办。
为教育部确定的全国九大大学生学科竞赛之一。
全国大学生结构设计竞赛的宗旨是:培养大学生的创新意识、合作精神,提高大学生的创新设计能力、动手实践能力和综合素质,加强高校间的交流与合作。
于2005 年在浙江大学举行第一届全国大学生结构设计大赛,第二届第三届分别于2008 年、2009 年在大连理工大学、同济大学举行。
在前三届全国大学生结构设计竞赛中,我校学子获得了优异的成绩:其中,作品人和大厦、火炬大厦获首届大赛二等奖,作品独木天下获第二届大赛二等奖。
结构模型设计大赛是我校土木工程与力学学院的一项传统活动,全权由土木学院团学联承办,从2004 年到如今已经成功承办了六届,可以说为同学们能够活学活用、学以致用提供了非常良好的平台,在学校特别是土木建筑类专业学生中建立了良好的口碑。
希望借助第十二届科技节这一平台,让更多的人参与其中,享受结构模型的乐趣。
土木工程与力学学院将一如既往的把这一活动做下去,土木工程与力学学院团学联也将继续为同学们的能力提升尽最大的努力。
为了增强我校大学生的创新意识,培养大学生的创新能力、实践能力和团结协作精神,丰富校园的学术氛围,促进学生的全面发展,培养广大学生的科学兴趣,提升全校学生的科学素养。
同济大学概预算课程设计计算书
某住宅工程量清单某住宅工程量计算书一.建筑面积(一)底层建筑面积首层建筑面积按其外墙勒脚以上结构外围水平面积计算。
S1=1.3×(4.5+0.24)+(2.5+5.8-1.3+0.24)×(4.5+4.2+0.24)+3.3×(5.7+0.24)+0.24×1.5 =6.16+64.73+19.60+0.36=90.85(m2)(二)二层建筑面积二层及以上楼层建筑面积应按其外墙结构外围水平面积计算。
S2=90.85-(5.7+0.24)×(3.3-0.24×1.5)+0.5×[(0.38-0.12)×0.24+1.6×(4.7-0.24- 0.38+0.12)+2.8×(0.38-0.12)]=90.85-19.60.-0.36+0.5×7.51=74.64(m2)(三)三层建筑面积S3=74.64(m2)总建筑面积S=90.85+74.64×2=240.14(m2)。
二.场地平整场地平整其工程量按设计图示尺寸以建筑物首层面积计算。
即S=90.85(m2)场地平整工程量为90.85 m2。
三.挖基础土方挖基础土方其工程量按设计图示尺寸以体积计算。
基础垫层底面积S=(5.7+0.8)×0.8+2×(3.3-0.4-0.6)×0.8+(5.7+4.5+0.4+0.6)×1.2+( 2.2+4.8-0.6+0.6)×1.2+(4.2-1.2)×1.2×2+(1.3+4.8+1.2)×1.2+(4.5-1.2)×1.2×2+( 5.8+2.5+0.6-0.6)×1.2=5.2+3.68+13.44+8.4+7.2+8.76+7.92+9.96=64.56(m2)挖土深度 H=0.97-0.3=0.67(m)挖基础土方 V=64.56×0.67=43.26(m3)挖基础土方工程量为43.26m3。
结构设计大赛计算书
目录1结构选型 (1)1.1设计背景 (1)1.2设计思路 (2)1.3 结构选型 (2)2结构分析与计算 (3)2.1 荷载分析 (3)2.2内力分析 (5)2.3位移分析 (6)2.4 小结 (7)3. 模型设计 (8)3.1构件几何尺寸及数量 (8)3.2 模型制作工序 (9)4节点构造 (10)4.1支撑节点 (10)4.2梁杆节点 (11)5. 试验分析 (11)5.1实验方法 (11)5.2 试验数据 (12)结论 (12)参考文献 (12)1结构选型1.1设计背景桥梁是这样一种建筑物,它或者跨过惊涛骇浪的汹涌河流,或者在悬崖断壁间横越深渊险谷,但在克服困难、改造了大自然以后,它便利了两岸的往来,又不阻挡山间水上的原有交通。
——茅以升桥的上下结构是用多种材料造成的。
材料的选择及如何剪裁配合,都是设计的任务。
在这里有两个重要条件,一是要使上层建筑适应下面的地基基础,有什么样的基础,就决定什么样的上层建筑,上层建筑又反过来要为巩固基础而服务;一是要把各种不同性质、不同尺寸的材料,很好结合起来,使全座桥梁形成一个整体,没有任何一个孤立“单干”的部分。
纵然上部结构和下部结构各有不同的自由活动,也要步调一致,发挥集体力量。
因此如何提高桥梁上部结构的刚度,提高抗疲劳性是当代工程师们应该想方设法去解决的问题。
本次结构设计竞赛以不等跨桥梁设计为题目具有重大的现实意义和工程针对性。
图1-1 杭州湾跨海大桥1.2设计思路在满足竞赛全部要求的前提下通过较为精确的模拟荷载计算和合理的设计做出优秀的长跨结构模型尽可能利用所给材料使结构具有足够的结构强度、刚度来抵御较大的移动荷载。
因此基于以上设计要求和目的我们可以按照以下几个思路进行设计:1)选择合理的受力结构体系桁架结构体系制作工艺简单、结构传力明显高效、具有较强的刚度和承重性能而且稳定性良好,是一种合理且常采用的结构类型。
斜拉结构体系质量轻盈、结构设计更为简单。
大学生结构模型大赛计算说明书
大学生结构模型大赛计算说明书目录第一章结构选型11.1方案构思21.2不同选型对比31.3最终参赛方案概述3第二章模型建模图及尺寸图42.1模型三视图及轴测图52.2模型细部尺寸52.3模型整体实物图5第三章受荷分析3.1预计载荷分析3.2内力分析3.3变形分析第四章杆件尺寸及节点构造4.1杆件尺寸4.2节点构造第五章总结与感悟第一章结构选型1.1方案构思我们的架桥由四根架形式的主梁支撑,为了增强桥梁的整体性,减少其扭转变形,我们将同一车道的两根梁的下弦杆结合,成为一个矩形整体,内部由斜支撑杆支撑,提高其稳定性,同时两个车道的矩形下部叶用架形式连接,使整座桥形成整体架。
在制作过程中,考虑到纸张各向异性的特殊性,在制作过程中注意选取制作杆件及桥面纸张方向很重要。
析架桥的刚度可以很好的满足要求,在结构没有破坏的情况下,架的位移一般都不会超过所要求的范围。
所以以下的计算分析将着重于桥梁强度的分析。
总而言之,我们的桥梁的设计思路就是将分散的杆件结合成一个整体的结构,用精细的工艺制作一个简单的桥梁。
在保证满足承载力和变形要求的前提下尽量减少用纸量,提高美观程度。
1.2不同选型对比刚节点与铰接点的差别。
刚节点是利用节点是固结,优点是约束变形能力强,承载能力大。
但缺点是次应力大(节点存在弯矩),而且相互协调能力差(力的传递差)。
桁架结构节点都是铰接点,不传递弯矩,优点是受力明确,相互协调性好。
缺点是变形能力差,承载力有限。
1.3最终参赛方案概述此次参赛选用的是桁架结构。
因为桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。
桁架特点:1、轻盈2、跨度大3、用钢量省4、受力体系简单5、全部都是二力杆单元6、施工方便、建设速度快桁架优点:(1)桁架的设计、制作、安装均为简便;(2)桁架适应跨度范围很大,故其应用非常广泛。
第二章模型建模图及尺寸图2.1模型三视图及轴测图2.2模型细部尺寸第三章受荷分析3.1预计载荷分析15Kg竖向荷载导致模型轻微变形3.2内力分析3.3变形分析第四章杆件尺寸及节点构造4.1杆件尺寸4.2节点构造第五章总结与感悟通过参加本次竞赛,我们收获很大,也许我们的作品并没能作到最佳设计,但我们确实付出了自己的努力。
第十二期全国大学生结构设计竞赛获奖清单公示
第十二届全国大学生结构设计竞赛获奖名单公示第十二届全国大学生结构设计竞赛于2018年11月7-11日在华南理工大学举行,共有107所高校,108支队伍,324名学生参赛。
经全国大学生结构设计竞赛委员会专家组评审,共评出全国特等奖1项、一等奖11项、二等奖21项、三等奖33项、单项奖2项、优秀奖40项、特邀杰出奖2项和优秀组织奖27项。
同时颁发全国大学生结构设计竞赛突出贡献奖4项和全国和省(市)秘书处优秀组织奖10项,现予公示。
如对名单有异议或参赛信息有误,请于公布之日起5天内向全国大学生结构设计竞赛秘书处提交书面材料,并请专家复议。
第十二届全国大学生结构设计竞赛获奖名单(公示)
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全国大学生结构设计竞赛委员会
2018年11月 19日
4。
2. 计算书(大跨度钢结构安装施工方案)
目录1 设计依据 (1)2 计算简图 (1)3 荷载与组合 (1)3.1 其它荷载 (1)3.2 荷载组合 (1)4 内力位移计算结果 (1)4.1 内力 (1)4.1.1 最不利内力 (2)4.1.2 内力包络及统计 (3)4.2 位移 (7)4.2.1 组合位移 (7)5 设计验算结果 (7)5.1 设计验算结果图及统计表 (7)5.2 设计验算结果表 (11)附录 (12)1 设计依据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2010)(2016年版)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)《钢结构焊接规范》(GB50661-2011)《钢结构高强度螺栓连接技术规程》(JGJ82-2011)说明:本计算书计算软件为同济大学3D3S14.0。
2 计算简图图2-1 计算简图 (圆表示支座,数字为节点号)3 荷载与组合结构重要性系数: 1.003.1 其它荷载(1)地震作用无地震。
(2)温度作用无温度作用。
3.2 荷载组合(1) 按照空间网格技术规程要求的动力系数,为1.00 x 1.40 恒载。
4 内力位移计算结果4.1 内力4.1.1 最不利内力表4.1.1-1 各效应组合下最大支座反力设计值(单位:kN、kN.m)表4.1.1-2 各效应组合下最大支座反力标准值(单位:kN、kN.m)4.1.2 内力包络及统计图4.1.2-1 按轴力 N 最大显示构件颜色 (kN)表4.1.2-1 轴力 N 最大的前 10 个单元的内力 (单位:m,kN,kN.m)单元号 组合序 轴力剪力Q2 Q3 扭矩5 1 41.1 0.2 0.0 10 1 41.1 0.2 0.0 4 1 38.8 0.2 0.0 9 1 38.8 0.2 0.0 7 1 0.9 15.3 0.0 12 1 0.9 15.3 0.0 8 1 -0.0 -0.0 0.0 2 1 -0.0 -0.0 0.0 14 1 -0.6 10.1 0.0 31-0.610.10.0图4.1.2-2 按轴力 N 最小显示构件颜色 (kN)表4.1.2-2 轴力 N 最小的前 10 个单元的内力 (单位:m,kN,kN.m)单元号 组合序 轴力剪力Q2 Q3 扭矩6 1 -26.9 -14.3 0.0 11 1 -26.9 -14.3 0.0 1 1 -26.3 2.8 0.0 13 1 -26.3 2.8 0.0 3 1 -0.7 12.8 0.0 14 1 -0.7 12.8 0.0 2 1 -0.6 10.1 0.0 8 1 -0.6 10.1 0.0 12 1 0.0 -0.0 0.0 710.0-0.00.0图4.1.2-3 按弯矩 M2 最大显示构件颜色 (kN.m)表4.1.2-3 弯矩 M2 最大的前 10 个单元的内力 (单位:m,kN,kN.m)单元号 组合序 轴力剪力Q2 Q3 扭矩1 1 -26.3 2.8 0.0 0.0 21-0.610.10.00.0图4.1.2-4 按弯矩 M2 最小显示构件颜色 (kN.m)表4.1.2-4 弯矩 M2 最小的前 10 个单元的内力 (单位:m,kN,kN.m)单元号 组合序 轴力剪力Q2 Q3 扭矩1 1 -26.3 2.8 2 1 -0.6 10.1 3 1 -0.7 12.8 4 1 38.8 0.2 5 1 41.1 0.2 6 1 -26.3 -2.8 7 1 0.9 15.3 8 1 -0.6 10.1 9 1 38.8 0.2 10141.10.2图4.1.2-5 按弯矩 M3 最大显示构件颜色 (kN.m)表4.1.2-5 弯矩 M3 最大的前 10 个单元的内力 (单位:m,kN,kN.m)单元号 组合序 轴力剪力Q2 Q3 扭矩1 1 -25.2 -16.8 0.0 3 1 -0.7 12.8 0.0 13 1 -25.2 -16.8 0.0 14 1 -0.7 12.8 0.0 2 1 -0.6 10.1 0.0 8 1 -0.6 10.1 0.0 12 1 0.9 15.3 0.0 7 1 0.9 15.3 0.0 11 1 -26.9 -14.3 0.0 61-26.9-14.30.0图4.1.2-6 按弯矩 M3 最小显示构件颜色 (kN.m)表4.1.2-6 弯矩 M3 最小的前 10 个单元的内力 (单位:m,kN,kN.m)单元号 组合序 N 剪力剪力Q3 扭矩M 10 1 40.8 0.0 0.0 5 1 40.8 0.0 0.0 9 1 38.6 0.0 0.0 4 1 38.6 0.0 0.0 12 1 0.0 0.0 0.0 710.00.00.04.2 位移4.2.1 组合位移图4.2.1-1 最大正位移组合 1: Uz(mm)图4.2.1-2 最大负位移组合 1: Uz(mm)5 设计验算结果本工程有 1 种材料:Q345:弹性模量:2.06*105N/mm2;泊松比:0.30;线膨胀系数:1.20*10-5;质量密度:7850kg/m3。
结构设计大赛计算书
结构设计大赛计算书
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以下是一个简要的
计算书的结构设计示例:
封面:在封面上写上计算书的名称、结构设计大赛信息、
参赛选手的姓名等。
目录:列出计算书中各个章节的标题和页码,方便读者查阅。
简介:简要介绍结构设计大赛的目的、背景、参赛规则等。
章节1:设计要求和限制
- 解释参赛选手需要满足的设计要求和限制条件,包括结构类型、载荷要求、材料限制等。
章节2:设计参数和变量
- 列出设计过程中涉及到的参数和变量,如强度、位移、截面尺寸等。
章节3:理论计算方法
- 介绍常用的结构设计理论和计算方法,如梁的弯曲计算、柱的稳定计算等。
章节4:结构力学计算
- 详细说明参赛选手需要进行的结构力学计算方法,如静力分析、动力分析等。
章节5:结构设计软件使用
- 介绍常用的结构设计软件,如AutoCAD、ANSYS等,以及如何使用这些软件进行结构设计计算。
章节6:案例分析
- 给出一些结构设计的案例,包括实际结构和理论计算样例,供参赛选手进行学习和实践。
附录:补充相关信息和表格
- 包括参考文献、公式表、材料性能表、单位换算表等。
这只是一个示例,你可以根据实际情况对计算书的结构进
行调整和完善。
西南交通大学第十二届结构设计竞赛(B组桥梁承重)细则
西南交通大学第十二届结构设计竞赛(B组桥梁承重)细则西南交通大学第十二届结构设计竞赛(B组桥梁承重)细则1.竞赛题目三跨连续桥梁结构模型设计与制作2.竞赛内容竞赛内容包括:理论方案设计、结构模型制作、作品介绍与答辩、模型加载试验。
3.竞赛要求3.1报名参赛3.1.1 参赛者为全日制在校本科生。
每个参赛队由不多于3名学生组成,提倡参赛学生跨专业组队。
各参赛队应独立设计、制作。
3.1.2 每个参赛队只能提交一份作品,并给作品命名。
3.1.3各参赛队必须在规定时间和地点参加竞赛活动,迟到或缺席者作为自动弃权处理。
竞赛期间不得任意换人,若有参赛队员因特殊原因退出,则该队员自动退赛。
3.2理论方案3.2.1 理论方案的内容应包括: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、内力分析等。
3.2.2理论方案封面必须注明作品名称、参赛队员专业、参赛队员姓名;正文按设计说明书、方案图和计算书的顺序编排。
3.3设计制作3.3.1 制作材料组委会将统一提供阳光板、铅发丝线和502胶水三种材料,各参赛队设计、制作模型仅限于使用以上材料,且允许对所给材料进行适当加工、组合。
3.3.2 模型重量结构模型的总重量不超过2000克,超过者不能参加比赛。
3.3.3 模型尺寸桥梁的类型不限,但必须保持主梁和桥面为连续梁,模型的纵桥向长度要求在区间(1770,1790)mm范围内,纵桥向宽度要求在(200,250)mm范围内,模型具体长度尺寸拟定请参考实验平台示意图。
桥面纵坡控制在1.5%~3.0%,并保持桥面连续。
不符合要求的模型直接取消比赛资格。
3.3.4 模型桥面(1)桥梁的桥面铺设材料为阳光板。
(2)模型需设置相应平整的桥面构造,直接能够用于移动小车加载。
(3)模型桥面以上须保证不小于宽200×高150mm的桥面通行净空,以用于移动小车加载。
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理论分析计算书目录
一、设计说明 (3)
1、方案构思 (3)
2、结构选型 (4)
3、结构特色 (5)
二、方案设计 (5)
1、设计基本假定 (5)
2、模型结构图 (5)
3、节点详图 (8)
4、主要构件材料表及结构预计重量 (10)
三、结构设计计算 (11)
1、静力分析 (11)
2、力分析 (13)
3、承载力及位移计算 (15)
四、结构分析总结 (16)
一、设计说明
根据竞赛规则要求,我们从模型制作的材料抗压特性,冲击荷载形式和静力加载大小要求等方面出发,结合节省材料,经济美观,承载力强等特点,采用比赛提供的木材细杆和木板,502胶水味粘结剂精心设计制作了“三足鼎立”结构模型,空间桁架结构为该模型的一大亮点。
1、方案构思
模型主要承受150N竖直静荷载和一定的竖向冲击荷载,竖直静荷载较容易满足,而竖向冲击荷载结构的刚度要求较高,同时要求结构有较强的抗剪能力。
(1)本结构主要构思是想利用三根柱子的轴力来抵抗荷载的作用
(2)设计的总原则是:尽可能的利用竖向支撑的三根粗杆来提高柱子的承载力而在柱子之间辅以细杆来稳定结构,并利用木材的抗拉性能,及抗压性能来抵抗荷载的作用。
2、结构选型
由于三角形具有较强的稳定性,而且在平面上容易找平,我们选择三角形为主体结构框架,桁架受力均匀简单,仅受轴力,便于木材性能的发挥,我们以空间桁架为主导。
2.1结构外形
结构上平面为边长225mm的等边三角形,底面在半径为240mm 的圆上,整体为相似三角形,部采用空间桁架结构加强稳定性。
2.2材料截面选择
主体三根柱子截面为四根2*8的杆件粘接而成,形成外侧10mm,侧8mm的箱型,保证抗压的同时减轻材料的质量。
T型柱稳定性较好,我们用T型柱搭出上部的空间角锥体,使结构整体稳定。
主体承力T型柱由2*6㎜翼缘2*4㎜腹板组成框架结构。
外围由2*4㎜与2*6的L行梁连接,结构部由2*2㎜斜梁与主体柱交叉相连,增强整体稳定性。
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动载和静载时会引起较大的剪力,在连接时用小木片填充密实,再用2*2水平短木条相连使木条在下面顶住节点上部斜梁,在加载处节点贴上薄木片来增大接触面积,从而来增大节点强度,从而在结构受力计算时一些节点模拟成刚节点。
斜梁相交时,两根梁搭出榫结,用胶水加固,增大节点强度和刚度。
3、结构特色
这个名为漫步天下的结构是在我们制作结构对结构进行试验的多次循环反复而后的出来的结构,它凝聚了所有的试验所得的经验。
它的优点:
(1)从结构的外形上看,我们选择正三角形作为主体形状,受力均匀,加载方便,上宽下窄,形状渐随着高度逐渐变化,有活力。
(2)根据SAP2000软件建立的模型分析,可得出结构位移最大
点,针对这一情况,我们改造出变截面柱,成为我们结构一大特色。
(3)斜梁相交时,两根梁搭槽榫结,用胶水加固,这大大提高了斜梁的稳定性和强度。
(4)结构采用1*55mm的木板,有效的节约了材料,采用2*2细杆加固,经济适用。
(5)结构模仿实际工程,采用腰梁,增强抗震性和稳定性。
(6)根据SAP2000软件建立的模型分析结果,我们加强顶部和支座强度。
二、方案设计
1、设计基本假定
(1)木条材质连续均匀。
(2)柱、梁之间的节点按刚节点计算,支座为固定支座。
加载时竖直静荷载和竖直动载以集中力的形式均分到顶部三个节点上。
(3)杆件计算时采用钢结构计算模式。
根据以上假定通过SAP2000软件建立计算模型,所得的力和位移作为构件设计的依据。
2、模型结构图
通过autoCAD软件建立计算模型,分析力和位移,简化各个杆件尺寸和形状。
主体结构立面图
主体结构俯视图
主体结构三维视图
主体结构模型图
3、主要节点详图
(一)
(二)
(三)
(四)
4、主要构件材料表及结构预计重量
材料表:主要承重柱,受力横梁,斜梁尺寸与数量表。
标号形状尺寸长度数量
①
T形翼缘6*2mm
腹板4*2mm
180mm
120mm
3
3
②
L形垂直肢高6mm
水平肢高6mm
垂直肢厚2mm
320mm 3
③
箱型1 外围10*10mm
侧6*6mm
311mm 3
④
箱型2 外围8*8mm
侧4*4mm
225mm 3
⑤长边4mm
短边2mm
若干若干⑥边长2mm 若干若干
重量预计:我们根据所提供的木材的比重0.5,结合自身结构的特点预计结构总质量为70g.
三、结构设计计算
根据本次比赛的加载规则,荷载有竖向静载荷与竖向动载,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静载和动载简化为三个均分集中荷载,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
结构顶部加载15kg质量的砝码,根据受力特点及结构形式,将荷载简化为三个相等的集中力50N,分别同时施加在结构的三根承重柱上。
根据SAP2000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。
主体结构加载图
主体结构受力变形图
我们制作的结构根据SAP2000软件建立的模型分析结果,最大应力为1.25Mpa,远小于木材抗拉强度30Mpa。
结论:结构承受150N的重力,轴力增加明显,而弯矩和剪力变化不明显。
加载动载时,应加强静力轴力最大点处连接。
2、力分析
用SAP2000所作的力图如下
主体结构轴力图(最大轴力为56.65N)
主体结构剪力图
主体结构弯矩图(最大弯矩为21.88N*M)
3、承载力及位移计算
以上是我组成员对结构简化承载力和位移计算的过程,由于支座处可能会产生较大的沉降,因此我们预计跨中最大竖向位移为4mm,另外,考虑到制作过程中的产生的误差,我们预计结构的最大承载力为500N.
四、结构分析总结
1、本结构主要是利用三根柱子的轴力来抵抗荷载的作用
2、本结构利用细杆来提高柱子的承载力,并利用木材的抗拉性能,及抗压性能来抵抗荷载的作用。
3、根据SAP2000建模分析的结论,我们选择正三角形作为主体形状,受力均匀,加载方便。
4、斜梁相交时,两根梁搭槽榫结,用胶水加固,这大大提高了斜梁的稳定性和强度。
5、结构采用1*55mm的木板,有效的节约了材料,采用2*2细杆加固,经济适用。
6、结构模仿实际工程,采用腰梁,增强抗震性和稳定性。
7、根据SAP2000建模分析的结论,我们加强顶部和支座处节点强度。