[学士]某校结构设计大赛作品设计说明书_secret
结构设计大赛说明书
结构简介本结构选用飞燕式拱桥型，如下图所示，其中主跨采用拱形，边跨为半拱，拱顶与桥面梁大部分用竖杆连接，中央部分为实腹。
因全桥正面形似一展翅飞燕，故而得名。
结构基本尺寸主跨960mm，边跨330mm，矢高250mm，桥宽170mm，墩长270mm结构选型一．木材的抗弯与抗压强度大于其抗拉强度，而拱桥可以充分利用其抗弯与抗压强度。
二．加载装置桥墩处为固定端连接，地基条件良好，可以充分利用地基提供的推力与弯矩三．考虑到实际情况，在跨径不大的情况下选用拱桥较为符合实际四．拱桥桥型美观基于以上原因，选用拱桥荷载分析一. 由于结构只承受一个车辆，并且重量有限，故忽略车轮作用于桥面板的变形，认为桥面受到的是4个集中荷载F=0.25G.二.车辆运动的时候为缓慢运动，故不考虑冲击产生的荷载，假设为静荷载。
内力分析一．计算简图红色标注为荷载，黄色为约束，粉色为方向二.计算方法1．采用有限元分析桥梁受力过程。
2.采用商用软件ansys 。
3.模型中间由于杆件连接比较密实，故简化为实体分析。
4.有限元划分网格如图所示。
5.本模型中的竖向杆件采用link8的单元属性，拱轴和桥面横向杆件采用beam4的单元属性，桥面板采用shell63,，实体采用solsh190的单元属性。
6.实参数为桐木材料的力学参数7.截面属性，拱轴采用3个28X5的木条粘接，总面积为28X15。
竖向杆为14X10。
桥面的杆的截面为2个. 28X5的木条粘接，总面积为28X10. 8.利用在ansys 中加上4个F=1N 的荷载等效车辆，求出结构的内力分布，找出最危险点，并用杆的稳定性进行折减材料的极限抗压强度，从而反推出极限的承载能力。
公式如下=4QFσϕσ⨯⨯极限图 。
三.计算过程采取桥头，桥墩，四分之一跨径，二分之一跨径处为控制截面。
1. 桥头的分析荷载以及约束如图所示（4个荷载大小都为F=1）竖向应力及变形图木头的抗压极限强度为σ极限=18MPa 。
结构设计竞赛参赛设计说明书（附图纸）供参考
结构设计竞赛参赛设计说明书（附图纸）供参考设计竞赛设计说明书作品名称 ==============参赛队员 ========================================= 专业名称指导教师 =====================================⼆〇⼀四年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 (3)3、结构特⾊ (4)⼆、结构承重计算 (4)1、设计基本假定 (4)2、模型结构图 (4)3、弯矩内⼒计算 (5)4、剪⼒计算 (6)5、轴⼒计算 (6)6、计算成果应⽤模型设计 (7)三、模型简图 (8)四、参考⽂献 (9)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，抗拉特性，加载形式和挠度控制要求等⽅⾯出发，结合赛会绿⾊环保的理念，采⽤⽐赛要求的230g⽩⾊卡纸、⽩乳胶、铅丝线精⼼制作出这款名为“语塞幻想”的塔吊模型。
1、⽅案构思塔吊模型⽀柱主要通过悬臂梁承受较⼤偏⼼荷载。
这就要求悬臂梁具有较强的抗弯性能，柱⼦需要较强的抗压和抗弯性能。
整个塔吊模型悬臂端处挠度值需⼩于50mm，因此在承载⼒满⾜要求的前提下，尽可能地控制结构的整体变形。
结合纸质杆件材料参数难以确定的特点（如杆件抗拉、压强度等），我们采⽤定性分析和试载实验相结合的⽅法来完成模型的设计制作。
2、结构选型按设计要求，结合塔吊的受⼒特征，模型柱⼦采⽤矩形截⾯空间桁架结构。
梁由底端的两道箱型细长梁以及连接⾄柱顶的斜拉结构组成。
因柱⼦在满载的⼯况下为偏⼼受压状态，C点加载5kg时，偏⼼距为e=M/N=341mm。
因此在柱受拉和受压⼀侧杆件布置可不等。
在斜拉材料的选取上，主要有铅丝线，纸带和细杆三种。
从⾃重⾓度上出发，铅丝线和纸带能⼤幅减轻结构⾃重。
但在三次试载实验中，我分分别采⽤加密斜拉联系的情况下，挠度控制效果不明显，C 点最⼩挠度⾼达90mm。
并且试载期间还出现斜拉结构绷直程度不均匀导致的结构扭转破坏。
第七届全国大学生结构设计竞赛说明书
第七届全国大学生结构设计竞赛设计说明书参赛学校：大连交通大学队名：致青春作品洛称：飞天指导老师：王生武参赛队员：谭亚琪高一李世豪目录一、设计说明 (2)1. 1概述 (2)1.2材料性能分析 (2)1. 2. 1 竹材 (2)1.2.2 胶水 (3)1.2. 3热熔胶 (3)1.3结构选型 (3)1.4模型效果图 (5)二、结构计算 (6)2.1手工计算 (6)2.1. 1 静载计算 (6)2. 1. 2 动载计算 (8)2.2结构力学求解器 (10)2. 2. 1静载计算 (10)2. 2. 2动载计算 (11)三、手工工艺 (13)3. 1杆件的制作 (13)3.2节点的制作 (14)四、参考文献 (14)一设计说明1.1概述第七届全国大学生结构设计竞赛要求参赛队设计并制作一双竹结构高跷模型，并进行加载测试。
采用逆推法进行分析，从加载方式入手。
模型的加载分为静加载和动加载两部分，静加载的荷载值为参赛选手的总重量，以模型荷重比来体现模型结构的合理性和材料利用效率；动加载通过参赛选手进行绕标竞速来判断模型的承载能力。
从中得岀几个关键点，想要取得好成绩，制作的作品一定要“轻”、“稳”、“快”。
以“稳”为主，保证做出的模型结构稳定，在大方向上不要岀错。
其次，结合人体的运动方式，使制作的模型走起来尽可能的“快”。
最后，通过反复的实验、理论计算，对模型进行减重。
对于模型制作过程，需要重点注意一下几点：1、制作完成后的高跷结构模型外围长度为400mm±5mm,宽度为150mm±5mm ,高度为265mm±5mm ,模型底面尺寸不得超过200mmxl50mm的矩形平面。
2、踏板只通过A、B、C三根木条传力。
3、材料的性能，包扌舌竹皮、胶水、踏板等。
4、模型底面是否能承受运动时的冲击力。
1. 2材料性能分析1. 2. 1竹材本次大赛中使用的竹材均为复压竹皮，有三种规格：1250*430*0. 50mm、1250*430*0. 35mm和1250*430*0. 20mm,竹材有顺纹和横纹，顺纹强度非常高，弹性模量l.OX 104MPa,抗拉强度60MPa。
结构大赛设计方案
“维纳斯”自立式塔吊结构模型设计方案浙江大学结构设计竞赛组委会二○○八年“维纳斯”自立式塔吊设计说明书日期：2008年5月29日一、设计摘要自立式塔吊是一种主要承受竖向荷载的工程工具，在建筑施工方面有巨大的用途。
本次大赛要求利用牛皮纸、卡发丝线、白胶等材料，设计并制作一个自立式塔吊结构模型，承受一定的竖向荷载。
因此我们遵从本次大赛“新颖、轻巧、美观、实用”的比赛原则，并且从加载要求以及工程实用性出发，设计并制作了名为“维纳斯”的自立式塔吊。
我们设计制作的塔吊主要由立柱以及横梁组成，考虑到结构整体的稳定性，我们充分利用材料的各种力学性能。
我们从塔吊的实际应用出发，想到了“斜拉桥”的结构外形，利用卡发丝线作为斜拉线作为竖向受力的构件，横梁做成三角形截面，提高其刚度。
而立柱则仔细参考了关于塔吊结构设计方面的专业资料，采用斜杆作为抗扭的受力构件。
二、模型方案图1、结构整体视图图一：侧立面图二：正立面图三：轴测图 图四：俯视图 2、主要构件图图五：立柱图六：横梁图七：横梁与斜拉线3、节点详图图八：立柱与连缀件连接图九：横梁与丝线斜拉连接三、计算书1、计算模型采用ANSYS进行分析，各节点编号如下：图十：侧立面计算模型图十一：正立面计算模型2、结构计算分析计算假定：立柱下部不能移动，但是可以有一定的转角，因此可视为铰接；横梁，立柱以及连接节点采取加强措施，可视为刚接；考虑到荷载的分布，计算时均采用空间梁单元Beam188.。
在结构自重方面，通过计算各杆件重量估算出结构自重。
立柱长度为1130mm，卷纸宽度为210mm，横梁长度为1200mm，卷纸宽度为250mm，估算自重为572g，实际自重在600g以上。
（1）荷载分析点A施加配重QA =29.4N（质量3kg的砝码），在加载作用点B施加QB= 9.8N的竖向荷载，在加载作用点C施加QCH=19.6N的水平荷载；然后在作用点C施加竖向荷载。
（2）结构选型经过以上分析，我们选用了如下图所示的结构图十二：结构选图（3）内力分析以及计算简图ANSYS图形分析如下：导出ANSYS分析数据如下：PRINT U NODAL SOLUTION PER NODE***** POST1 NODAL DEGREE OF FREEDOM LISTING *****LOAD STEP= 0 SUBSTEP= 1TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0THE FOLLOWING DEGREE OF FREEDOM RESULTS ARE IN THE GLOBAL COORDINATE SYSTEMNODE UX UY UZ USUM1 0.0000 0.0000 0.0000 0.00002 0.0000 0.0000 0.0000 0.00003 0.0000 0.0000 0.0000 0.00004 0.0000 0.0000 0.0000 0.00005 -0.14356 -0.16038 0.19234 0.288666 0.42000E-01 0.13741 0.22182 0.264297 0.47887E-01-0.85788E-01-0.21738 0.238558 -0.21860 -0.12466E-02-0.16798 0.275699 -0.14986 -0.26918 0.12483 0.3324210 -0.65393E-01-0.13132 -0.56153E-01 0.1570812 0.31491 0.26151 0.55469 0.6893813 -0.57269 0.30465E-01-0.42343 0.7128714 -0.25122E-02-0.32923 1.1001 1.148315 -0.37824 0.30035 1.0988 1.200316 -0.35412 -0.13502 -0.73470 0.8266917 -0.90360E-02-0.18913E-01-0.76686 0.7671518 0.28102 -0.35563 1.9859 2.037019 -0.98266 0.33693 1.7738 2.055620 -0.73855 -0.10542 -1.2046 1.416921 0.46254 -0.50089E-01 -1.0605 1.158022 0.63761 -0.38536 2.5185 2.626423 -1.2016 0.34061 2.5101 2.803724 -1.1672 -0.78063E-01 -1.3909 1.817425 0.54601 -0.10930 -1.3340 1.445526 0.86368 -0.38081 3.2562 3.390327 -1.5604 0.33654 3.2716 3.640228 -1.5938 -0.54813E-02 -1.7055 2.334329 0.69544 -0.16213 -1.6293 1.778930 1.0896 -0.38155 4.0248 4.187131 -1.9840 0.30361 4.0303 4.502432 -1.9796 0.45939E-01 -1.7714 2.656933 1.1002 -0.25439 -1.8154 2.137934 2.2420 -0.27963 4.9130 5.407635 -2.4119 0.25059 4.9985 5.555636 -2.4124 0.10027 -1.2629 2.724937 2.2435 -0.30926 -1.4105 2.668138 5.3337 -0.53572E-01 6.5859 8.4750***** POST1 NODAL DEGREE OF FREEDOM LISTING *****LOAD STEP= 0 SUBSTEP= 1TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0THE FOLLOWING DEGREE OF FREEDOM RESULTS ARE IN THE GLOBAL COORDINA TE SYSTEMNODE UX UY UZ USUM39 -3.0924 0.17311 6.5484 7.243940 -3.0913 0.15492 0.11843 3.097441 5.3399 -0.40684 0.19821 5.359042 -32.736 -9.8507 4.0027 34.41943 -30.874 -8.7848 2.2610 32.17944 -32.715 -7.7129 -2.0830 33.67645 -20.219 -6.2523 4.0421 21.54746 -18.719 -5.3815 2.2814 19.61047 -20.221 -4.5115 -2.0112 20.81548 -9.0204 -3.2754 4.0268 10.40749 -7.8345 -2.5706 2.2259 8.540650 -9.0262 -1.8999 -1.9375 9.425351 2.3478 -0.42342 2.1937 3.240952 0.53160 -0.33358 2.1876 2.275853 8.7996 1.8121 4.0373 9.849754 7.5334 1.0822 2.1901 7.919555 8.8059 0.34704 -1.7650 8.987756 24.165 -6.0850 -2.0471 25.00457 -44.380 -7.9902 4.0224 45.27358 -32.160 -6.9271 2.2677 32.97659 -25.542 -4.6758 4.0337 26.27760 -15.640 -3.6844 2.2477 16.22561 6.4127 -3.0388 -1.9710 7.3649MAXIMUM ABSOLUTE V ALUESNODE 57 42 38 57V ALUE -44.380 -9.8507 6.5859 45.273（5）承载能力估算根据以上加载模拟分析，该结构可以承受比赛所规定的各种荷载。
结构设计大赛说明书
目录1 结构选型 (1)1.1 需求分析 (1)1.1.1 力学 (1)1.1.2 美学 (1)1.2结构选型 (1)1.2.1 竖向承重体系 (1)1.2.2 横向抗侧力体系 (2)1.3 方案效果图 (2)2 结构建模及主要计算参数 (3)2.1分析假定 (3)2.2材料分析及几何模型 (3)2.2.1 材料分析 (3)2.2.2 几何模型 (4)2.3有限元建模 (7)2.3.1 单元选择及结点处理 (7)2.3.2 静动力参数 (7)2.3.3 有限元分析模型 (7)3 结构受荷分析 (11)3.1静力分析 (11)3.1.1 位移 (11)3.1.2 内力 (11)3.2水平荷载与竖向荷载共同作用 (12)3.2.1位移 (12)3.2.2内力 (13)3.3 承载能力的优化与极大值估算 (13)4 节点构造 (14)4.1支座节点 (14)4.2梁柱节点 (15)5 模型加工图及材料表 (15)5.1模型加工图 (15)5.2材料表 (16)附件 A 模型及节点实物图 (17)1 结构选型1.1需求分析本次结构设计竞赛赛题为采用白卡纸和乳白胶作为主要材料，蜡线作为辅助材料，制作一个至少两层、两跨的建筑结构模型，要求所制作的模型能够承受竖向和水平方向的静荷载，而且模型的变形位移不能超过赛题规定。
考虑到材料及结构形式，竖向的位移要求应该比较好控制，而水平方向的位移控制可能会成为难点。
因此，设计出来的结构模型必须是一个在满足竞赛要求的前提下，运用空间结构的构造方法和结构力学、材料力学等相关力学知识所设计出的材料消耗最少、同时结构强度和刚度能够满足竞赛要求的结构模型。
以下结合力学和美学对结构方案进行需求分析。
1.1.1 力学（1）竖向静力荷载结构承受的竖向静力荷载主要由梁柱承担，最终传力到基础。
理想状态下模型的竖向承载能力很大，但考虑到水平荷载的影响，模型的制作工艺等，竖向荷载不应选取最大值，而应选取最优值。
结构设计大赛作品说明书
结构选型
桥面和简支梁是一张完整的白卡纸制作的， 这样架极大地增强了桥体抗侧扭的能力。
• 材料性能分析 • 白卡纸：此模型设计的重点是抵抗均布载 荷和动载过程对桥梁产生的屈曲、断裂、磨损 以及弯曲等破坏。所以考虑到白卡纸具有良好 的抗拉性能，而且通过简易的构建制作，能够 大大提高白卡纸的强度。组合成一个具有良好 结构体系的桥模型。发挥纸所体现出的钢的特 性。 • 乳白胶：粘结力强，满足结构受力特点， 使纸间紧密结合。缺点是湿度大，不易干燥， 干燥后硬度强，但容易产生脆性破坏。
小组成员：杨波、张辉、刘琴、 小组成员：杨波、张辉、刘琴、 许喆、 许喆、刘贡正
效果图
左视图 仰视图 前视图
• 根据竞赛规则要求，我们从模型设计的要求、 模型制作材料的性能、加载形式和制作方便程 度等方面出发，采用白卡纸和白乳胶精心设计 并制作的桥梁模型“携梦轻翼” • 为了达到轻简抗挠的效果，通过对稳定性的分 析，我们采用了工字钢的结构和格构式构件。 简支梁是我们结构的核心部分，为了增加其刚 度和稳定性，在接点处增加了贴片，两条梁用 工字钢固定。
• 1.模型总跨度2030mm，桥面宽 200mm，桥面高差≤20mm，桥面 以下高度为75mm 75mm • 2.桥梁模型设计为两跨双车道，每 跨长度1015mm，每个车道宽为 100mm
• 1.核心部分为支架简支梁。桥面板和简支梁 的组合，作为压弯系统，承担结构的整体 受压受弯； • 2.梁与桥面的垂直界面添加贴片加固确保垂 直的同时，也是分担梁的小部分支撑； • 3.简支梁之间的工字钢是为了增加简支梁的 稳定性； • 4.多层角边作为抗拉系统，承担桥梁变形由 简支梁传递过来的拉力
校第十七届结构设计大赛作品说明表1
本组结构所有构件选用矩形截面杆，内部加有斜支撑结构，增大了杆的抗弯截面系数，从而达到坚固的目的。
3、简单：
本组结构简单，顶棚采用挑檐设计。有效减少不必要的杆件。在不影响其性能的前提下极大地减轻了自身的重量。
4、对称：
中国人讲究对称美。本组主体结构采用完全的对称机构，不论风荷载从任何方向施加，都能确保结构的安全。
校第十七届结构设计大赛作品说明表
小组成员
蒋振中沈鹏宁刘鹏
队号
61
作品名称
幸福站
你的作品的设计理念
1、稳定：
本组结构为钢结构，采用X型杆件支撑，采用三角稳定性原理，有效抵抗和平衡了水平风荷载。采取对称构造，能抵抗任何方向的风荷载。三组平行的X型构件形式，以及中间八字型斜杆支撑，能有效地防止结构出现左右摆动，和前后振动的不良现象。极大地提高了结构的稳定性。对于受拉斜杆采用拉索代替，保证整体结构的稳定性。设计结构时，有意将广告牌往下设置，是为了减少水平风荷载所产生的弯矩。
5、寓意：
幸福站——幸福之地。抛弃过去的诸多不幸驶向幸福的明天。
而最大的幸福莫过于安全。在强风暴雨的路上，您看到如此坚固的车站会不会感到很幸福呢？
你认为你的作品有些优点和缺点
优点：
1、结构稳定，坚固，抗风能力强
2、对称，美观，追求朴素厚重
3、简单实用不做作，体现了踏实稳定实实在在的幸福观念
缺点：
本结构采用保守实用的设计思路，可能会使本组设计的结构总质量偏重，从而会对这次比赛产生影响。
结构设计大赛设计书
作品名称：契合组长：潘涛参赛队员：赵军军1.设计构思1.1 竞赛赛题分析1.本次竞赛要求制作带塔顶水箱的竹质材料水塔结构，模型包括下部底座、上部结构模型和塔顶顶水箱三个部分。
2.模型系统承受的荷载由竹条实现。
水箱通过塔顶平台和栏杆固定于塔顶，结构模型通过特制底座、竹质底板固定于振动台上。
模型试验仅在单一水平向施加地震作用。
3.本次竞赛采用振动台单方向加载，通过输入实测地震动数据模拟实际地震作用。
4模型塔顶平台高度应为1000mm。
模型底面尺寸不得超过250 *250mm的正方形平面，即整个模型需放置于该指定平面范围内。
5.材料:3种规格竹材、502胶水、小刀。
1.2模型设计思路我们以概念设计辅助计算设计为基础，从设计开始，把握好能量输入、建筑体型、结构体系、刚度分布、构件延性等主要方面，从根本上消除建筑中的抗震薄弱环节，再辅以必要的计算和构造措施，可以设计出具有良好抗震性能和足够可靠度的建筑。
1.模型主要承受竖直荷载和较大的水平动载，竖直荷载要求模型有较强的抗压性能，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。
按设计要求，在楼面承受荷载情况下外加较大的水平动力荷载，因此，我们选择了整体构造截面为矩形的框架结构，并且利用箱型梁与正方形。
柱子的刚性连接形成梯形框架，使结构具有较好的整体性，以便承受较大的动力荷载。
主体结构梯形，塔顶为小于底座的正方形。
避免结构模型偏心受扭，做到了受力方式合理，传力路径明确，整体性、抗震性较好。
2.各接触处用小刀削平磨光，减小质量，且增大接触面积。
这也是此作品的寓意，每一根棍子都经过精细的加工和处理。
3.利用刚性杆件加固，使整体结构十分牢固。
4.在设计合理的前提下，我们必须保证我们的做工精细、合理，这样才能使设计的模型最大程度的展现其作用。
2.作品介绍2.1设计作品特色●充分考虑抗震概念设计要求●结构体系合理，有效避免结构或构件局部破坏●受力明确，地震作用传递途径合理●节点处经精良处理，契合紧密，提高了薄弱部位抗震能力在遵守规则的前提下，我们综合考虑各个因素设计的水塔有以下五个特点:1.从结构外形看，结构前后对称，左右空间对称，质量刚度沿截面形式均匀分布，避免结构模型偏心受扭，结构简单，传力路径明确，稳定性、整体性、抗震性好；2.根据地震剪力倒三角分布规律，结构受力特点等，我们从增强刚度和采取构造措施对底柱采用支撑做了加强处理；3.考虑材料有较高的抗拉性能，结合材料的力学性能，主梁设计为箱型梁，增强梁的抗弯性和承载能力；4.在整体结构与地板的粘结处部分填实，保证粘结端成为刚性节点。
结构设计大赛设计说明书
结构设计大赛设计说明书设计说明书1、项目简介1.1 项目背景在此部分，介绍需要设计的项目的背景信息，包括项目的目的、意义和应用领域等。
1.2 项目需求明确项目的需求和主要目标，详细描述对设计方案的要求和技术指标等。
2、设计目标及原则2.1 设计目标列出设计的主要目标，包括但不限于结构的稳定性、安全性、经济性、美观性等。
2.2 设计原则描述设计方案的基本原则，比如采用现代设计理念、合理利用材料、符合相关建筑规范等。
3、设计方案3.1 总体设计思路概括性地叙述整个设计方案的总体思路和基本框架，包括结构形式、主要构件等。
3.2 结构分析对设计方案进行结构分析，具体说明受力特点、荷载情况、变形计算等。
3.3 材料选择与构件设计根据结构分析结果，选择合适的材料，并对各个构件的尺寸、形状等进行具体设计和计算。
3.4 施工工艺对设计方案的施工工艺进行详细描述，包括施工过程、工艺要点和注意事项等。
4、安全性分析4.1 设计安全性评估对设计方案进行安全性评估，分析各个构件和结构整体的安全性能。
4.2 安全预警与控制措施根据安全性评估结果，提出相应的安全预警措施和安全控制措施，确保施工和使用过程中的安全性。
5、经济性评估5.1 投资估算详细列出整个设计方案的投资估算表，包括材料费用、人工费用和设备费用等。
5.2 经济性评估指标分析设计方案的经济性，比如投资回收期、成本效益比等经济指标。
6、环境影响评估6.1 环境影响分析对设计方案的环境影响进行评估，包括土地利用、能耗情况、废弃物处理等方面。
6.2 环境保护措施提出相应的环境保护措施，减少设计方案对环境的不良影响。
7、附件本文档涉及的附件包括但不限于：设计图纸、施工图纸、结构计算表、材料清单等。
8、法律名词及注释本文档涉及的法律名词及注释如下：- 法律名词1：注释说明1；- 法律名词2：注释说明2；- ：：：。
结构设计大赛计算说明书终极完美版 (1)
哈尔滨学院第六届大学生结构设计竞赛高跷结构模型设计理论方案作品序号 08学院名称哈尔滨学院学生姓名姜英豪张凯陈冉冉王闫马明阳指导教师高春1一、高跷结构设计理论方案概述根据竞赛规则规定，我们从结构形式选型与规则要求相协调的角度出发，综合考虑加载实际情况以及所提供材料的特点等方面，设计了该结构。
从结构整体着眼，设计中充分利用三角形结构的稳定性和偏心支撑良好的耗能性能以及预应力的受力优点。
同时，对模型进行了大量加载实验。
通过计算和实验，最终确认该模型能满足强度、刚度及稳定性的要求，实用和美观结合体现了结构有形、创意无限的大赛主题思想，通过高跷模型的设计和制作，使学生在结构知识运用能力、创造能力、动手能力、团队协作精神等方面得到全面提升。
二、本模型设计的特点说明1：空间斜撑,连接板的布置方案：该框架结构以束管作为主要的受力构件，为提高整体性并减小受压束管的自由长度，我们采用分段合理增加空间斜撑并且使用木板作为连接板的方案。
通过计算，我们把主要受压构件的自由长度控制在265mm以内，来降低个失稳的可能性。
综合考虑水平加载方式和结构布置特点，我们通过空间斜撑和连接板加强边柱与抗扭较好的中柱之间的连接，以此提高结构抗扭承载力和整体性。
空间斜撑中的另一大亮点就是刻意抬高加厚斜撑形成偏心支撑有利于加强整体稳定性，同时使受力更均匀，更合理。
众所周知，从而保证结构有很好的的承载能力和良好的耗能性能。
我们正是利用这一点措施来增强结构结构抗弯能力。
2：胶水结合薄板的节点固定：试验得出，胶水浸透木条充分干燥后结合木板，抗拉强度大大提高并且可塑成一定形状。
以此我们使用浸胶水缠绕关键节点，使之形成一层外包的硬壳，增强杆件之间的连接。
3：空间构件的合理布置组合提高结构的美观度与现代主义的建筑思想：伟大的建筑大师柯布西耶告诉我们“任何结构形态都具有二重性”。
我们将这一思想赋予到模型中去。
整体来看，首先，竖向承载束管与斜撑相辅相成形成均一个合理均衡的受力整体，也就是结构形态具有受力特性即理性逻辑。
结构设计大赛说明书
一、设计说明书根据此次大赛的规则要求，我们从材料的工程性质、房屋的承重性能抗震性能、重物的加载形式、材料的节省制以及作方便程度方面出发，采用大赛主办方提供的单双层复压竹片为结构原材料，502胶水及热熔胶作为粘结剂，这几并制作了我们的作品。
1、结构选型我们组的模型主体主要分为（第一二层）外伸梁结构和（第三四层）简支梁结构体系，楼板与方型梁的组合，作为外伸梁和简支梁的压弯体系，承担结构的整体受弯、受压，并将所受力传递给柱，再由柱传递给地基。
根据高层房屋结构布置原则，我们采取以下两点来保证房屋的抗震性能：1、将房屋设计成六边形；2、在房屋结构的竖向注意形状变化的均匀而且连续。
2、受荷分析梁板间：重物用热熔胶固定在楼板上，楼板直接承载重物。
楼板和梁之间：通过楼板将力转递给梁，此时梁的受力可以看作是均布荷载，梁是主要的受弯杆件。
梁和柱之间：梁受的均布载荷转递给柱，柱主要是承受竖向压力。
主体框架如下：3、节点构造结构模型与底板的连接：最下面的柱与柱之间用地梁连接。
通过六根地梁，用热熔胶与底板固结。
梁与柱之间采用502胶水固结，可以看作是刚结点。
4、设计假定（1）制作的结构杆件材质连续，均匀；（2）梁与梁之间结点为刚结，梁与柱之间的接点为刚结；房屋与加载台之间的连接视为固定端；（3）根据以上假定，通过结构力学求解器建立计算模型，所得的内力和位移作为构件设计的依据。
二、方案图1、房屋模型设计图2、模型加工图：材料表3、铁块分布详图（俯视图）铁块分部示意图：第一层：第二层和第三层：4、杆件制作小铁块60×45×32mm0.675kg大铁块120×60×32mm1.8kg小铁块60×45×32mm0.675kg小铁块60×45×32mm0.675kg一、计算书模型结构受力简图：模型结构剪力图：轴力图：弯矩图：根据软件分析可得：房屋的主要承重在底层柱子。
结构设计竞赛说明书
第一届辽宁省普通高等学校大学生结构设计竞赛设计方案作品名称蓄势待发（Ready to be launched）学校名称辽宁工程技术大学学生姓名纪恩宇学号 08学生姓名金明昌学号 06学生姓名龚文棋学号 03指导教师郑大为联系电话二OO七年四月二十日目录第一篇设计说明书一、设计概要二、结构材料分析三、特色说明第二篇方案图一、整体布置图二、节点分析图三、方案效果图第三篇计算书一、桥梁简图二、结构组成分析三、结构内力计算分析四、结构位移计算分析五、结构影响线的计算分析第一篇设计说明书一、设计概要这是辽宁省第一届大学生结构设计竞赛，赛事规格和学术水平均较达到一定的标准。
这次竞赛旨在鼓励同学们充分发挥自己的想象力和创造力，多方面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、动手实践能力与综合素质，丰富校园学术氛围，促进高校大学生相互交流与学习，培养科学的思维方法，严谨的工作态度，并且很好的将学术性与趣味性融合于一体。
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。
在确定模型方案的过程中，为了使结构在满足承载力要求的情况下自重尽可能轻，我们采用了优化技术，充分发挥材料的利用率。
然后利用结构力学求解器进行受力分析，并依据得到的结果对结构破坏形式进行分析，并针对对此采取一定的措施，进而使自己的方案设计趋于完美。
1、方案构思本次设计竞赛给了我们一个拓展自己创新能力的空间和平台，在方案构思与模型制作过程中，我们深深体会到了一个美的创造者与追求者的收获与自豪。
从美学角度来说，桥梁在满足功能要求的前提下，要选用最佳的结构型式——纯正、清爽、稳定。
质量统一于美，美从属质量。
美，主要表现在结构选型和谐与良好的比例，并具有秩序感和韵律感，过多的重复会导致单调。
重视与环境协调，材料的选择，表面的质感，特别色彩的运用起着重要作用。
模型检试有助于实感判断，审视阴影效果。
美丽的桥梁应以其个性对人们产生积极的影响。
结构设计大赛设计说明书
目录设计说明书1、方案构思 (2)2、结构选型 (2)3、材料性能 (2)4、特色处理 (4)5、结构分析图 (4)1、方案构思仔细阅读完竞赛赛题，我们从模型设计的要求、模型制作材料的性能、加载形式和制作方便程度等方面出发，进行构思设计。
确定设计竖向荷载80kg，考虑到压杆长细比限制、拉杆的抗撕裂能力、竹皮纸的受拉性能、制作模具等因素，竖向荷载较容易满足，但对于水平冲击荷载和扭转变形，杆件需要较大的刚度，要有很好的抗折、抗扭效果。
（1）本结构主要构思是想利用两根直柱和四根斜柱的轴力来直接抵抗荷载的作用。
（2）设计的总原则是：尽可能的利用直杆来提高结构的承载力，并利用木材的抗拉性能，及抗压性能来抵抗荷载的作用。
2、结构选型按设计要求，在加载参赛人员的情况下主要考虑竖向荷载，由于人员会产生抖动，还必须考虑水平动荷载的作用；因此，我们选择了正面为梯形侧面为的刚架结构，并且在所有节点处采用刚性连接，使结构具有较好的整体性，以便承受较大的竖向荷载和水平冲击荷载作用。
同时考虑到在初赛中结构的不稳定性，对此我们将在冲击面的两根主柱两侧加呈三角形的加筋肋支撑，一方面可以加强结构两侧的稳定性，一方面可以抵抗一部分水平冲击荷载带来的影响。
再者对于初赛中出现最多的问题，加载时，受拉杆件挠度过大，且节点破坏较严重，我们在新的结构里加强了杆件的强度和节点的刚性处理。
3、材料性能竹皮纸作为模型材料，其力学性能特点是受拉性能良好，抗撕裂能力较差，抗压稳定性差。
将纸裁剪成矩形并用502胶水粘结后，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，可承受一定弯矩。
502胶水的粘接性能：通过对用胶水对接的杆件进行拉伸，可知：502胶水强度较高，凝结时间为4h的试件在接触面被划开破坏，而8h 和12h试件都为接触面处木条表层脱落破坏，因此可确定此胶水强度很高并且在一定力值范围内变形小足以用于粘结料。
竹材材料规格及数量竹材力学性能参考值：弹性模量1.0×104MPa，抗拉强度60MPa。
结构设计大赛作品说明书
结构设计大赛参赛设计方案说明书作品名称学院专业班级小组成员二○一二年四月十一日目录摘要--------------------------------------------------2设计说明书-----------------------------------------------31概述-----------------------------------------------3 22 方案简介-------------------------------------------33 结构模型及方案特点---------------------------------34 施工流程-------------------------------------------45 施工要点-------------------------------------------4 设计作品图-----------------------------------------------5摘要本文根据结构设计大赛规程和使用材料的特点要求，结合现代桥梁结构的特点，借鉴拱桥、斜拉桥结构设计概念构思了本结构模型。
在造型上，空间上主要采用三角形等几何元素，注重结构的整体性。
在结构设计方面，充分根据纸材的力学性能，主要受力构件采用格构式组合构件，利用斜向支撑增加结构空间作用，提高抗拉能力。
关键词：结构模型、设计大赛、模型制作设计说明书1 概述对于结构模型，稳定性起着控制作用，包括整体稳定性和局部稳定性，选择合理有效的结构受力体系对结构模型设计有着重要意义。
模型设计中，主要应考虑充分利用纸材受力性能特点。
就本次竞赛而言，关键在于充分利用纸材受拉性能好，抗弯能力差，受压则需要组合成柱的特点，选择优化的结构模型，使结构模型能够最大荷载，同时尽可能降低结构的自身重量。
本结构模型根据以上思想，进行结构的构思与设计。
2 方案简介本结构整体外型为桁架。
结构设计大赛设计书
多层竹结构单向抗震模型方案设计与理论分析作品名称竹韵参赛学校参赛队员专业名称土木工程指导教师二○一一年九月1.设计说明书1.1寓意漫步在那竹林摇曳的石板古街，品味一股亲切和安逸；小憩于清雅恬静的古朴茶馆，体会一种清心和悠闲——蓉城竹韵。
1.2结构造型根据赛题的要求，模型外轮廓采用方棱柱体，柱网尺寸：下端220mm×220mm，上端220mm×220mm，塔高1000mm，高宽比1000/220≈4.5。
，模型共四层，每层250mm，叶片外表为流线型双曲面。
1.3结构选型（1）主体。
在满足赛题规定的承载力和变形刚度要求条件下，为了设计最轻的结构，我们选用了框架结构形式，并试图做到较多的杆件满应力受荷，尽量减少赘余杆件。
在设计框架架的具体形式时，遵循对称均匀，受力明确，传力直接，方便制作的原则。
（2）细部连接。
在满足赛题规定的条件下，为了获得重量轻、承载力大的支撑构件，在分析了目前各系列震型的参数后，结合给定的地震加速度要求，采用一体式圈梁及网状次梁结构形式，并在每层（主）圈梁下设支撑构件，底层根部设置柱脚。
CAD细部图如下：注：底板为整个结构的第一层２.手算计算书竹材容重暂按7.4×10－６Ｎ／ｍｍ３，竹材阻尼比 ＝0.01 ①自振周期T 及地震作用的计算：根据结构柱体部分Ｓ的具体尺寸，确定出一系列刚度系数Ｋ值如下第一层：Ｋ１＝185.875 第二层：Ｋ２＝147.2256第三层：Ｋ３＝92.73 第四层：Ｋ４＝39.5752进而计算出各层的柔度系数:δ１＝１/Ｋ１=0.005380;δ２=１/Ｋ１＋１/Ｋ２=0.01217δ３=１/Ｋ１+１/Ｋ２+１/Ｋ３=0.02296;δ４=１/Ｋ１+…１/Ｋ４=0.04822= ×ω１２×１０－６×555.684 用 代替 又可得到一组系数按照上述方法经过３次反复迭代可得最终系数：由1＝ω１２×１０－６×424.0645；Ｔ=２π /ω１ 进而求出一个手算近似解：Ｔ＝0.129ｓM ４M ３M ２M １11 1 110.3032 0.6182 0.8415 1 1 1 1 1 0.2571 0.5560 0.8415 1 0.2499 0.5431 0.8333 1②楼层重力荷载标准值：顶层：G4=(2.649+0.15)×9.8=27.43N3层：G3=（9.9+0.15+0.26）×９.8=101.038N2层：G2＝（12.15+0.37+0.15）×9.8=124.166N1层：G1=（4.95+0.44+0.15）×9.8=54.292NG=ΣGi=27.43+101.038+124.166+54.292=306.926N③总地震作用标准值 Tg =0.3s αmax=2.50.1<T1<Tg∴d=dmax=2.5 Geq=0.85×GE=0.85×306.926=260.89N底部总地震作用标准值为：FEK =dGeq=2.5×260.89N=652.22N④各楼层地震作用标准值：T1=0.141s<1.4×0.3=0.42s 不考虑顶部附加水平地震作用，δn =0, Fi=FEK(1-δn)F4=×652.22=100.022NF3=×652.22=276.321NF2=×652.22=226.382NF1=×652.22=49.493N 各层水平地震作用计算结果100.022各楼层地震作用标准值计算简图 各楼层剪力示意图αv,max =0.65αmax =0.65×2.5=1.625 G eq =0.75G E =0.75×306.9262=230.1947N F EVK =αv,max G eq =1.625×230.1947=374.066Ni 层竖向地震作用：Ｆvi =F EVK ，第i 层竖向总轴力：Ｎvi =F v4=×374.066=57.37NF v3=×374.066＝158.48NF v2=×374.066=129.84NF v1=×374.066=28.39N结构模拟结构模型图静力荷载分配图（N/m2 ）地震作用下支座反力（N）地震作用下位移图（mm）静力荷载下柱轴力图（N）地震作用下柱轴力图（N）地震作用下剪力图（N）地震荷载下梁应力图（N/m2 ）地震作用下梁单元内力图（N*mm）地震加速度动态曲线.avi地震速度动态曲线.avi地震位移动态曲线.aviΔu<—即Δu<(4,20),故层间位移满足要求⑥应力验算由木结构规范得：又各柱轴力N=F/4=1/4*306.92=76.73N;A=πD2/4=9.62×10-4m2M=ΣFi Hi/4=(99.27*1+267.33*0.75+218.12*0.5+45.22*0.25)/4=105.03N*m；W=ΠD3/32=π*0.0353/32=4.2×10-6m3；由木结构规范表4.2.1-4按恒荷载验算时取强度设计值调整系数为0.8；fm = fc=0.8[]σ=0.8*60=48MPa；则代入4.3.2-3得：76.73/9.62×10-4+105.03/4.2×10-6=25.09MPa<0.8[]σ=48MPa；满足要求。
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全国第二届结构设计大赛
校内预选赛
作品设计说明书
作品名：我心飞翔
组员：张希博土木07-1班
刘健楠土木07-1班
孙滢土木07-1班
一绪言：
桥梁工程作为一种功能性的结构物，还是一座立体的造型艺术工程，也是具有时代特征的景观工程，应有一种凌空跨越的宏伟美丽。
它是我们人类挑战空间的象征。
二．设计理念：
1.结构实力的图解（即结构尽可能的顺着力的作用线发展，使结构
最好只受軴向力）。
2.追求结构美和力量感（在外观上结构的形式与大小巧妙的安排在
人心里上能产生一种互动）。
3.从一开始就坚持追求完美（到最后我们有点坚持不下来了）。
三．设计思路:
我们桥最开始的设计思路来自十九世纪钢铁时代的刚架桥，我们都知道由于当时钢铁的迅猛发展促使了一个伟大的桥梁时代的产生。
而刚架桥充当了这些桥梁中的宠儿。
刚架桥它不仅不仅有他作为结构物方面的优势，而且它似乎富有天然的艺术特征，浑然天成一件艺术品。
我们结合了这次比赛两跨桥的要求运用了两排上下对称式拱形桁架作为桥的主要结构框架，并消除了拱架的水平推力。
总之，交响我们的设计理念中提到的，我们一直在寻求一种理想的结构形式，一种
符合结构是力的图解的形式。
四．桥梁简介
我们的桥叫我心飞翔，根据这次的时机要求为两跨双车道桥。
全2025mm，桥面以上最大高为350mm，以下最高为145mm。
跟一般桥一样，我们的桥分为三个主要部分即桥墩、桥板和桥的上部结构。
我们的桥属于梁式桥，梁式桥最大特点是桥梁上部结构的荷载垂直船只支撑，再再由支撑传至下部结构。
两个支撑之间的桥面及其结构必须承担很大的力。
因此桥面上一般都需要有对应的结构来分散这些力。
在我们的桥上我们采用了传力效率较高的拱形结构，又因为一般的拱在竖向荷载的作用下会直接把力侧向传给桥墩。
这要求桥墩和下部要提供足够的水平支撑。
因此我们采用上下两个拱形对称布置去互相牵制。
（这就相当于一般下承式拱桥下面的悬索的作用）
五．总结：
我们付出了，就一定有回报等着我们，无论是难得的经验，是一
种别有滋味的体味，还是最后的结果。