结构设计大赛说明书
结构设计说明书模板
结构设计说明书本文档详细介绍了结构设计说明的各个章节，包括项目背景、设计目标、设计原则、结构组成、结构成员、结构材料、结构荷载、结构分析、设计计算、技术标准、施工工序、安全措施等。
1.项目背景介绍项目的背景信息，包括项目名称、项目地点、项目规模、项目时间等。
此部分可以附上项目背景的相关图纸或文档。
2.设计目标明确结构设计的目标和要求，如承载能力、刚度、稳定性、耐久性、抗震要求等。
可以具体列出每个目标的数值要求或等级。
3.设计原则阐述结构设计的原则和理念，包括经济性、安全性、可行性、可维护性等原则。
可以结合项目背景和设计目标进行解释。
4.结构组成详细描述结构的组成部分，如柱、梁、墙、楼板、桁架等，以及它们之间的连接方式。
可以附上示意图或结构图。
5.结构成员对结构中的每个成员进行单独介绍，包括尺寸、材料、连接方式等。
可以分别列出每个成员的参数表格。
6.结构材料介绍结构所使用的材料，包括混凝土、钢材、木材等，以及它们的性能参数和技术要求。
可以附上相关的材料测试报告或认证文件。
7.结构荷载列出结构所承受的各种荷载，包括恒载、活载、风荷载、地震荷载等，并对它们进行计算和评估。
可以附上荷载计算表格或计算过程。
8.结构分析对结构进行分析，包括静力分析、动力分析、有限元分析等。
可以附上相应的分析报告和计算工具。
9.设计计算根据设计目标和已有的分析结果，对结构进行设计计算，包括尺寸设计、承载能力验证等。
可以附上设计计算的公式和计算过程。
10.技术标准遵循相关的技术标准，包括国家标准、行业标准等。
可以列出每个标准的编号和内容摘要。
11.施工工序根据结构设计要求，列出施工的工序和顺序，包括基础施工、主体施工、封顶施工等。
可以附上施工工艺图或施工进度计划。
12.安全措施为保障施工和使用过程中的安全，提出相应的安全措施，包括施工安全、使用安全等。
可以附上安全技术措施文件或安全培训资料。
附件：在此部分列出本文档涉及的附件，包括项目背景图纸、结构荷载计算表格、设计分析报告、材料测试报告等。
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。
结构设计大赛桥梁计算书
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。
结构设计竞赛 桥梁承重模型设计任务书
西南交通大学第十三届结构设计竞赛桥梁承重B组设计理论方案作品名称梦之星参赛编号B45组长姓名/ 班级/ 学号/队员姓名/ 班级/ 学号/队员姓名/ 班级/ 学号/组长电话/西南交通大学第十三届结构设计竞赛组委会二〇一三年摘要桥梁建筑的设计讲究造型美观、受力合理、节省材料、承载力大、制作精细。
作为一个土木学子，我深深震撼于桥梁结构设计的魅力，我将通过亲身的经历来践行桥梁设计的创意与特色，体验一次工程师的波澜壮阔之旅。
本次设计的“堑道”，基于钢架桥的思想，充分利用了材料的抗压和抗拉特性，运用结构力学和ANASYS软件等手段，优化杆件的布设和连接，得到了整体性和韧性都比较强的三跨连续桁架桥。
采用正三角形的侧边叠接，斜杆与横杆沿面延伸方向铰接，增加了杆件的受弯刚度；节点的处理采用齿状咬合并用AB胶强力粘附，受压杆耦合嵌入纵向拉杆中，增加了整体的稳定性。
削弱桥面，减轻了重量；支座处加大杆件厚度，充分传力。
我们通过计算和软件分析了结构的受力，验证了桥在10-15kg的重量下的稳定性，得到了可靠的结果。
并在薄弱的环节进行了锚固与加粗，最后用砂纸将突出的部分打磨光滑，增加了结构的美观。
一次实践，终身受益，小试牛刀，我们倍感信心。
关键词模型选型荷重比节点处理目录一、设计说明书..............................................................1 方案构思 (1)1.1作品名 (1)1.2造型 (1)2 结构选型 (1)2.1设计准则 (1)2.2整体选型 (2)3 材料试验 (2)4 结构设计 (3)4.1结构整体布置图 (3)4.2构件尺寸详细设计 (3)4.3构造（节点）设计图 (4)4.4 模型三维效果图 (5)5 特色处理 (5)6 制作工艺 (5)二、模型计算书 (6)7 计算模型 (6)7.1模型简化 (6)7.2荷载模拟 (6)8 内力分析 (6)9 构件验算 (9)9.1材料参数 (9)9 承载力估算 (9)参考文献 (9)一、设计说明书1 方案构思首先分析材料的特性，PVC材料具有较强的抗拉抗压性能，但极易脆断，因此应尽量减少结构的应力集中和尺寸突变。
模型结构设计说明书
土建学院第三届结构模型大赛参赛模型简介土木工程与城市建设学院2012一、桥型选择依据根据竞赛规则要求，我们从模型制作的材料抗压特性，单向简谐动载加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，采用比赛提供的木条和木板，铁丝与铁钉设计制作了空间桁架结构模型。
模型主要承受竖直荷载，竖直荷载较容易满足，但是对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，因此选择梯形为主体结构框架，以三角形具有较强的稳定性作支撑，这样受力均匀简单，仅受轴力，便于木材与铁丝性能的发挥。
二、桥梁承载力计算根据本次比赛的加载规则，加载荷载为结构顶部竖向静力荷载，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，根据疠 ，b为宽度，h为高，当h越高时，结构抗弯矩就越大。
所以可得1、9两水平杆主要是抗弯矩，2、3、5、7、8杆主要是受压，4、6铁丝主要是受拉。
三、桥梁模型制作过程对模型结构的受力分析、最后确定结构上平面为边长640mm、底面边长为1280mm、竖直杆高度为320mm,内部采用空间相似三角形桁架结构加强稳定性。
通过对设计分析、用PKPM软件模拟出结构受力变形位移图经过团队的共同努力下，进行多次试验后得出来最终的结构，它凝聚了我们所有的试验所得的经验。
四、桥梁细节处理节点设计 ：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，在连接时用铁钉锚固， 内部斜梁主要受拉，在相交时采用铁丝连结，增大节点强度和刚度。
节点详图：五、模型制作心得体会这次模型结构设计大赛让我知道了学习任何知识，仅理论上去求知，而不去实践、探索是不够的，所以这次模型设计不仅是检验我们专业知识水平很好的机会，也是为我们提供了一次宝贵的实践机会，在模型设计和制作过程中，我们不仅对所学的土木工程材料、材料力学、理论力学、结构力学等知识有了很深一步认识，而且还提高了自己的动手能力。
同时我也深刻的认识到，这样一个看试简单的东西绝对不是一个人能设计并制作出来的，我真切的认识到了团队合作的力量。
结构设计大赛计算说明书终极完美版
Babel-Tower框架结构模型设计理论方案安徽工业大学第一届大学生结构设计竞赛框架结构模型设计理论方案Babel-Tower框架结构模型设计理论方案作品序号KJ-146学院名称学生姓名指导教师联系电话安徽工业大学结构设计竞赛组委会1一、Babel Tower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。
根据规则，采用230克白卡纸，蜡线及白乳胶这三种材料制作成该框架体系。
并绘制出模型的结构空间立体图、结构整体布置图、结构局部布置图、结构破坏形式图等。
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。
在设计计算过程中假定材质连续均匀、柱与斜撑连接采用铰结、模型本身质量不计，忽略底部与板连接的斜撑，利用PKPM程序进行立体模型建立，利用结构力学求解器进行内力分析计算得出整个结构的内力图及变形图，并对结构杆件进行强度及稳定性计算校核。
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。
二、本模型设计的六大特点说明1：预应力束管柱的制作与组合：由于加载过程中主要部位的竖向支撑柱为大偏心受压（即一侧受压一侧受拉），故在柱截面受拉一侧布置蜡线并且施加预应力。
由于管内预应力较大导致管体向受拉一侧均匀弯曲，则考虑使用普通纸管与预应力纸管通过纸带螺旋加箍束缚组合形成束管的方案消除预应力带来的初始偏心。
最终，在束管成型后，加载试验证明，该预应力束管柱较之相同截面尺寸的纸管柱抗压抗扭承载力可以提高1.2倍左右。
2：空间斜撑构成3个刚性面与分层连接板的布置方案：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纸板作为连接板的方案。
广东省首届结构设计大赛作品说明书-风雨桥(范例)
广东省首届结构设计大赛模型名称：风雨桥 _ _ _ _ _ 参赛队伍：广东工业大学土木军团专业：土木工程_ __ __ __ __ 参赛队员：杨华康杨建雄饶珠标古宝铖指导老师：粱靖波 _ _2007 年 5 月 27 日风雨桥模型设计桥梁的设计，需要考虑桥梁在建造和使用过程中，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等。
桥梁的建造一般按照各地的实际情况，考虑地址条件、跨度以及周边环境，同时考虑就地取材完成，从而实现利用不同材料的不同性质设计出不同方案的结构桥，让其建桥的结构材料发挥到最佳作用，使桥梁结构设计达到经济合理的目标。
在这次结构设计大赛中，我们主要考虑到纸的各种性能，我们大胆的设计成类似我国古代我国众多的桁架梁式桥方案，桥两端有一定距离的引桥，提高桥梁的整体结构刚度。
风雨桥跨度为60mm，宽度为175mm，上部通车的横载和活载以及动力荷载主要由两条长跨度的刚性梁承受，而为了减少梁的挠度，设计斜支承梁。
同时，利用纸在结构容易失稳，我们加强了各个方向的斜撑来提高其刚度。
风雨桥的特色独有设计构件的刚度能经历各种雷雨闪电交加的恶劣环境，并且纸的柔度具有一定的防震功能。
所以起名为“风雨桥”。
目录一、方案构思 (4)二、结构选型 (5)三、方案及拼接图 (7)四、结构概略计算分析 (8)五、特色说明 (11)六、参赛感言 (11)七、实物模型图片 (12)一．方案构思结构作为建筑物的基本受力骨架，它的作用主要表现为：一、形成人类活动所需要的、功能良好和舒适美观的空间。
二、能够抵御自然的和人为的作用力，能使建筑物持久使用，并在突发偶然事件时，保持整体稳定，即为建筑结构之所以存在的根本原因。
三、充分发挥所使用材料的效能，使建筑物经济合理。
这三个主要的作用表现都在此次竞赛的要求中得到了淋漓尽致的体现，也为我们方案构思的起源点。
设计竞赛设计说明(范本)
2011年第二届“云南建工杯”大学生结构设计竞赛竹质多层抗震房屋结构方案设计与理论分析作品名称: 《安全住宅》参赛学校: 昆明理工大学津桥学院参赛队员: 吕俊袁小凯白卫专业班级: 土木工程092班指导老师: 刘鹏代彦芹2011年九月目录一、设计说明 (3)1、作品介绍 (3)2、构件制作方法 (5)2.1柱 (5)2.2梁 (6)2.3板 (8)2.4节点之间的连接 (9)2.5楼层之间的拉结秆 (12)3、模型各层尺寸 (13)4、各层铁块放置设计 (14)二、计算说明 (14)1、基本参数 (14)2、框架剪力计算 (14)3、水平地震作用力计算 (15)4、各层间地震剪力计算 (15)5、侧移计算公式 (15)三、结构分析总结 (17)四、附录（所需材料及尺寸） (18)一、设计说明书1.作品介绍根据竞赛规则要求，本小组从模型的用材特性、加载形式的和制作方法方便程度方面出发，采用大赛组委会提供的竹制材料做为原材料，以502胶水作为唯一的粘合计。
我们小组讨论考虑竹片的抗拉抗压性能，确定了以交合板为主要的构件组成材料，“H型钢”的柱，梁作为主要的构件组成。
为什么我们采用H型钢？因为截面形状经济合理，力学性能好，轧制时截面上各点延伸较均匀、内应力小，与普通工字钢比较具有截面模数、重量轻、节省材料，可使建筑结构减轻30%—40%：又因其腿内外测平面平行，腿端是直角，拼装组合成构件，常用与要求承载力大，截面稳定性好的大型建筑（如厂房、高层建筑等）翼板宽，侧向刚度大。
抗弯能力强。
翼板两面互相平行使得连接、加工、安装简便。
本设计采用框架结构，分为四层。
整体结构用四根柱子做支撑，根据受力变形情况，各层之间采用不同的高度有效地控制变形，增加整体的刚度，各层之间四面采用X型从而在振动时增加模型的整体性有效地减小柱间的扭动。
主梁用502胶水连接，次梁与主梁之间也是用胶水粘接相当于“H型钢”的“焊接”。
次梁采用井格式，次梁上的板采用最薄的竹片制作，模型大样图如下图所示1.1.1模型大样图2.构件制作方法（1）柱A.柱采用两层0.5厚度的竹片制作。
全国结构设计大赛计算书完整版
全国大学生结构设计大赛计算书作品名称：参赛学校：参赛队员：专业名称：指导教师：全国大学生结构设计竞赛组委会目录第1 部分设计说明书 (2)1.1 结构选型 (2)1.2 特色说明 (3)第2 部分设计方案图 (4)2.1 结构总装配图 (4)2.2 构件详图 (5)2.3 节点详图 (6)2.4 方案效果 (7)2.5 铁块分布 (7)第3 部分设计计算书 (10)3.1 计算模型 (10)3.2 结构计算假定及材料特性 (10)3.2.1 计算假定 (10)3.2.3 构件截面尺寸 (11)3.2.4 材料力学性能 (11)3.3 结构动力分析 (12)3.3.1 计算模型建模 (12)3.3.2 模态分析 (12)3.3.3 时程分析 (14)3.4 结构极限承载力计算 (16)3.5 计算结论 (18)参考文献 (20)第 1 部分设计说明书··1.1 结构选型根据本次竞赛要求，该竹制结构模型需要经受三次不同强度大小的地震考验，分别以不发生破坏、不发生梁柱等主要构件破坏和不坍塌为评判标准，并不参考结构在地震效应作用下的侧移反应。
因此不必选用抗侧刚度较大的结构体系，从而达到节省材料、减小地震时地震力的作用；由于比赛规则限制，上层部分的平面内部竖向构件到底层时无法落地，造成竖向抗侧力构件不连续，因此不利于结构选用核心筒等抗侧力结构体系；综上，将该结构模型的结构形式定为框架结构。
由于模型加载时采用的铁块为长方体，且屋面水箱底部为正方形。
为方便加载，将模型的各层平面设计为正方形。
同时，为减小结构在地震作用下产生扭转作用，将竖向构件分别布置在四个角点，使其沿平面主轴对称。
各竖向构件底部间距均取规则所允许的最大间距，使结构的高宽比达到最小，最大程度减小了地震引起结构的倾覆作用。
按照结构在地震作用下的剪力与弯矩上小下大的基本分布规律，将模型的平面尺寸依次减小，使结构竖向刚度从上到下均匀增大，使模型外形更接近于弯矩的分布，使各杆件内力分布更合理。
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；- ：：：。
建筑结构模型设计说明书
建筑结构模型设计大赛———建筑工程技术1206班张田庆陈昱宁泽珍周朝林刘思琼1.设计说明书对于设计一个高层建筑，特别是超高层建筑，我们很自然地会想到金字塔形的建筑结构，其结构简单，外形美观。
1.1方案构思一切构思的起点是比赛的规则，我们仔细阅读了策划书。
我们尝试过核心筒的形式，尝试过巨型架，也分别进行尝试加载分析，虽然成功了，但没有创意。
所以我们决定大胆的创新，想出了“A”型框架结构。
建筑的外形由下到上先收后保持竖直，动态的构思与优美的曲线打破了传统意义上面的纯直线造型，呈现给人们耳目一新烦人感受。
在整体形象给人强烈的视觉冲击和震撼的同时，理性技术的表现也很完美：大尺度的“A”形梁柱具有极强的艺术感染力和技术神秘感，清晰的体现了力与美的结合。
整体建筑外观通透，纯净，内外空间自由流通融合，创造了人舒适的建筑环境。
1.2 结构选型我们查找相关资料知道，在所有的细长结构中，金字塔型建筑最为最轻最稳定，本设计从金字塔型建筑出发，充分利用了三角形的稳定性。
考虑到比赛的时候结构是先受到竖向的荷载和侧向荷载，其中以侧向荷载为主要控制荷载，模型结构选择了框架和柱简支撑构成框架—支撑体系，由框架结构主要承受竖向荷载，支撑体系来承受侧向荷载，保证结构有足够的侧向刚度，以控制其侧向位移在规定限制内。
最初我们选择的是下图(图1)所示的结构，虽然经过分析，此结构具有很好的传力体系，以及很好的外观效果，但我们在模型制作过程中发现，此结构无法避免两个柱交叉以后侧面不在一个平面的事实，如果受力过大，结构将受到很大的扭转；并且结构的节点和杆件太多，这样对于结构自重过大。
综合以上各种因数我们放弃了此结构模型，选择了第二个结构(如图1-1)。
图11.3结构高层布局本结构高1.1m，本部设置9层，地下设置一层。
层高从下到上分别为0.1,0.1,0.125,0.125,0.125,0.12,0.12,0.12,0.1。
技术的发展始终以人为本。
结构设计大赛竞赛手册
第四届结构设计大赛细则（决赛）一、大赛宗旨及目的随着经济的不断发展，高层建筑的发展是大势所趋，高层建筑的结构安全也越来越受到人们的关注。
在地震中，建筑工程的倒塌是造成灾害的最主要原因，建筑结构的抗震能力决定了地震的严重程度。
建筑结构的抗震能力是社会抗震救灾系统的第一道防线。
因此，高层建筑抗震工作一直是建筑设计与施工的重点。
结构工程师必须按抗震设计要求进行结构分析与设计。
本次的比赛旨在通过竞赛活动，将课程理论与实际精神紧密联合起来，深入的了解建筑结构的基本理论与设计方法；同时培养大学生合作精神，提高动手能力，加强大学生对建筑工程的了解，健全面向未来的教育体系，培养具有各方面才能的大学生。
二、竞赛题目木质多层房屋结构模型设计与制作。
三、竞赛内容结构模型制作、设计说明、模型加载试验。
四、参赛对象和形式4.1参赛对象为中国海洋大学在校全日制本科生。
经过初赛选拔进入决赛的队伍。
4.2决赛分为加载组和外观组，进入决赛的非专业组可以选择做外观组，其余的非专业组及专业组做加载组。
五、竞赛要求5.1参赛要求：5.1.1各参赛队应独立设计、制作，每人只允许参加一个队。
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。
5.1.2每个参赛队只能提交一份作品，作品必须命名，但不能带有任何有关参赛学院和个人的信息，否则取消参赛资格。
5.2设计要求：1. 设计说明书：制作模型前一天各组需要提前提交装订成册的设计说明书。
内容包括：作品名称、作者、作品简介、设计理念、模型图纸、概念设计。
2. 关于模型图，组委会接受画法几何与土木工程制图所学方法、素描方法等一切使模型外观与细节表达清楚的绘图方法，土木工程系大二以上学生可用CAD软件设计出图纸。
4. 关于概念设计，即从力学角度对制作模型有个受力分析和受力特点的介绍。
5.3设计制作要求：5.3.1大赛在结构设计竞赛组委会的安排下进行，组委会提供统一的制作材料和工具，在规定时间和地点由参赛学生领取参赛制作材料独立现场在规定时间内制作，然后在规定的时间由参赛学生交到指定地点。
西南交通大学结构设计竞赛桥梁承重任务书
西南交通大学第十六届结构设计竞赛桥梁承重B组设计理论方案作品名称自锚式多塔张弦桁架梁悬索桥参赛编号B010西南交通大学第十六届结构设计竞赛组委会二〇一六年摘要桥梁建筑的设计讲究造型美观、受力合理、节省材料、承载力大、制作精细。
作为一个土木学子，我们的目标是成为一名优秀的土木工程师，因此我们想通过参加这样的一次结构设计大赛，提前感受下“工程师”的滋味……在此次结构设计大赛中，我们对模型选型设计等经过了长时间考虑，最终决定做成自锚式多塔鱼腹梁悬索桥，在此次结构设计过程中，我们着重对悬索桥的加劲梁进行优化设计，解决悬索桥为了增大加劲梁的刚度而增加加劲梁截面尺寸的问题，首先采用桁架梁结构，再对桁架梁受力进行优化，设计成为张弦梁，大大减轻了桥梁的质量，同时又保住了主梁的刚度。
整个过程全方位模拟了从设计到施工各个环节，让我们真实的了解到了真正的施工过程中遇到问题是难以预测的，在发现问题是，仔细想出一个完美的解决方案才是我们应该去做的。
在做桥过程中，我们切身体会到了作为一名工程人员的自豪，经过本次结构大赛，我想无论结果怎么样，我们不会太去在乎，我们在乎的是在这个过程中，我们终究是没有放弃，也让我们体会到了桥梁的美，提升了对未知知识学习的兴趣。
关键词模型，悬索桥桥，荷重比，挠度，节点，承重，鱼腹梁目录一、设计说明书..........................................................1 方案构思...................................................................1.1作品名.............................................................1.2造型...............................................................2 结构选型...............................................................2.1设计准则...........................................................2.2整体选型...........................................................3 材料试验...............................................................4 结构设计...............................................................4.1结构整体布置图.....................................................4.2构件尺寸详细设计...................................................4.3构造（节点）设计图.................................................4.4 模型三维效果图 ....................................................5 特色处理...............................................................6 制作工艺...............................................................二、模型计算书..........................................................7 计算模型...............................................................7.1模型简化...........................................................7.2荷载模拟...........................................................8 内力分析...............................................................8.1静力荷载工况下的结构内力...........................................8.2移动荷载工况下的结构内力...........................................8.3结构动力响应分析...................................................9 构件验算...............................................................9.1材料参数...........................................................9 承载力估算.............................................................参考文献.................................................................一、设计说明书1 方案构思对于本次结构设计，我们首先对赛题进行了详细分析，考虑到组委会提供的材料特点以及赛题对组合桥型的限制，从安全、耐用、美观的角度出发，我们选择了现在作为我国大跨径桥最流行的桥型之一的悬索桥。
结构设计大赛设计说明书
目录设计说明书1、方案构思及结构选型 (3)2、材料性能 (4)3、结构设计 (5)4、制作工艺 (6)5、特色处理 (7)设计说明书1方案构思仔细阅读完竞赛细则，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15kg、水平冲击荷载5kg，考虑到压杆长细比限制、拉杆的抗撕裂能力、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，杆件需要较大的刚度，要有很好的抗折效果。
（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。
2、结构选型按设计要求，在楼面承受荷载情况下外加较大的水平冲击荷载，所以必须考虑动荷载的作用；因此，我们选择了正面为长方形，侧面为梯形的框架结构，并且在第二层节点处采用刚性连接，使结构具有较好的整体性，以便承受较大的水平冲击荷载。
同时考虑到在初赛中结构的不稳定性（如图1所示）（图1），对此我们将在冲击面的两根主柱两侧加呈45度的支撑，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，第二层的受拉杆件挠度过大，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。
修改后的结构如图2所示。
（图2）3、材料性能白卡纸作为模型材料，其力学性能特点是受拉性能良好，抗撕裂能力差，抗压稳定性差。
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，可承受一定弯矩。
乳胶的粘接性能：纸带对接时强度约降低50％，纸带侧接时，强度较高，认为与原材强度相同。
表1. 215克白卡纸弹性模量表2. 215克白卡纸极限应力表3 空心杆的质量及轴心受压极限承载力分析结果：（1）将纸条卷成内径8mm，外径10mm的圆筒，当长400mm时，可承受200N左右的压力。
结构设计说明书
设计说明书
团队名称：嘉华队
作品名称：沐浴阳光
学院：土木工程学院
概念设计
结合这次比赛的竞赛规则，认真分析，感觉规则提供给我们一个比较狭窄的平台，重量有限制，又得添加楼板。
试图采用较
复杂多层多跨结构，但觉得用料不够，最终只好决定采用两层两跨模式。
“沐浴阳光”主体结构采用依据传统建筑结构模式，两层两跨，同时也采用一些斜线段，一方面使结构富有变化，给人以耳目一新感受；一方面增加了结构的稳定性。
在两侧分别加以侧柱，以此来减轻四根大柱的受力。
结构中采用不同截面，不单是矩形还有三角形。
三角形结构使结构更加稳定坚固。
结构整体显得大气又不缺乏朝气，稳定而不笨拙。
在结构制作中，节点处认真处理，不同的节点运用了不同的粘接方式，不仅使结构在外观上美观，还使结构牢固。
楼板处理上，把白卡纸粘固在四周横梁上，楼板起到了稳定结构的作用。
✓计算设计
✓构造设计
结构成果图
底:400*400 高:600 斜梁:447
不同的柱和梁采用不同规格。
四根大柱，两
侧柱子用小柱，梁有四根是大梁，其余全用
小梁。
上下斜梁方向不同。
细节展示
上下部运用V形结构，增加稳定性节点处展示
在节点处加以白卡纸以加固
十字连接处柱子互相扦插
多点处节点柱子互相黏结。
结构创新大赛策划书3篇
结构创新大赛策划书3篇篇一结构创新大赛策划书一、活动主题创新成就未来，结构改变世界二、活动目的本次大赛旨在激发大学生的创新意识，提高大学生的结构设计与实践能力，培养大学生的团队合作精神，为未来的工程师和科学家们提供一个展示才华的平台。
三、参赛对象全体在校大学生四、参赛要求1. 参赛队伍以团队形式报名，每队人数不超过 5 人，可跨专业、跨年级组队。
2. 参赛队伍需在规定时间内提交参赛作品的设计方案，包括结构设计图纸、计算书、实物模型等。
3. 参赛作品应具有创新性、实用性和可行性，能够体现结构设计的科学性和艺术性。
五、活动时间及地点1. 报名时间：[具体时间]2. 作品提交时间：[具体时间]3. 作品评审时间：[具体时间]4. 决赛时间：[具体时间]5. 地点：[具体地点]六、活动流程策划（一）前期宣传1. 制作宣传海报、宣传单页等，在学校宣传栏、教学楼、食堂等地点张贴和发放。
2. 利用学校官网、公众号、QQ 群等网络平台进行宣传，发布比赛通知和相关信息。
3. 举办宣讲会，向同学们介绍比赛的目的、流程和要求，邀请专业老师进行指导和答疑。
（二）作品提交1. 参赛队伍需在规定时间内将作品的设计方案提交至大赛指定，设计方案应包括结构设计图纸、计算书、实物模型照片等。
2. 作品提交截止后，由大赛评审委员会对作品进行初步评审，选出进入决赛的作品。
（三）决赛阶段1. 入围决赛的队伍需在规定时间内制作 PPT 进行现场展示，介绍作品的设计思路、创新点、实际应用价值等。
2. 展示结束后，由评委进行提问和点评，参赛队伍进行答辩。
3. 评委根据作品的创新性、实用性、可行性、美观性等方面进行打分，评选出一等奖、二等奖、三等奖和优秀奖若干名。
（四）颁奖典礼1. 决赛结束后，举行颁奖典礼，对获奖队伍进行表彰和奖励。
2. 邀请学校领导、专业老师、企业嘉宾等参加颁奖典礼，为获奖队伍颁发证书和奖金。
七、奖项设置1. 一等奖：[X]名，奖金[X]元，荣誉证书。
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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
=4Q
F
σϕσ⨯⨯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 。
从图中可以得到在桥头施加4个F=1时候，杆件的内力大致都是σ图=25018，故只考虑最长杆的稳定性，最长杆的长细比为70，折减系数ϕ=0.47，材料的抗压极限强度值为18MPa ，利用下列公式可得到荷载Q 的最大值13397N 。
=4Q
F
σϕσ⨯⨯极限图
2.在桥墩处
杆件的内力σ图=-15607，
=4Q
F
σϕσ⨯⨯极限图 大约可以承担2168N 的力。
3．桥中
杆件的内力为σ图=80322pa ，
=4Q
F
σϕσ⨯⨯极限图
此时承载能力为42kg
综上所述结构估计能够承受40kg的荷载。
施工图大致分六大步完成：
施工中需注意各胶粘处应粘牢，尤其在边拱与桥面梁接触处。
应在胶完全凝固强度足够以后再进行下一步施工。
最后成图中，桥跨中部分为填实处，即用木条在拱顶至桥面梁处塞实。
制作拱时可以将木条润湿后加以火烤，使其弯曲。
材料用表
结构设计大赛
说
明
书
队员：张曦林
席称心
赵刚
李丞文。