结构设计大赛之桥梁模型设计

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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

结构设计大赛之桥梁模型设计桥梁模型设计是结构设计大赛中非常有趣和具有挑战性的一个项目。

设计一座优秀的桥梁模型不仅需要具备强大的结构稳定性和承载能力,还需要美观、简洁、创新,并符合实际工程的要求。

首先,在进行桥梁模型设计之前,我们需要对桥梁的类型和功能有一个清晰的了解。

根据桥梁的跨度,可以分为梁桥、拱桥和吊桥等不同类型。

根据桥梁的功能,可以分为公路桥、铁路桥、人行桥等。

我们需要选择一个适合设计目的的桥梁类型和功能,确定所设计的桥梁模型的基本参数。

在桥梁模型的结构设计中,首要考虑的是桥梁的稳定性和承载能力。

需要确定桥梁的跨度、桥面宽度、桥塔高度等参数,并根据实际工程的要求进行合理的比例缩放。

桥梁的结构可以采用多种形式,如梁式结构、拱形结构、悬索结构等,我们需要根据桥梁的类型和功能选择适合的结构形式。

在桥梁模型设计中,美观和简洁也是非常重要的考虑因素。

桥梁通常是一座城市的重要景观之一,我们需要设计一座外观美观、线条简洁、造型独特的桥梁模型。

可以选择合适的材料,如木材、塑料或金属,来构建桥面和桥塔等部分。

可以运用一些创新的设计手法,如彩色照明、图案装饰等,来增加桥梁模型的艺术性和吸引力。

此外,还需要考虑桥梁模型的实际工程要求。

桥梁需要能够承受预定的荷载,如车辆、人流等。

因此,我们需要进行力学计算和结构分析,确定桥梁的承载能力是否满足设计要求。

同时,还需要考虑桥梁的耐久性和紧固件的可靠性,确保桥梁模型能够长时间使用并保持良好的状态。

最后,在桥梁模型设计中,团队合作和创新思维也是非常重要的。

设计一座优秀的桥梁模型需要多学科的知识和多个专业的技能,例如结构力学、材料科学、艺术设计等。

团队成员之间需要密切合作,共同思考和解决问题,进行反复的试验和改进,以达到最佳设计效果。

总结起来,设计一座优秀的桥梁模型需要综合考虑结构稳定性、承载能力、美观性、简洁性和实际工程要求等多个方面的因素。

只有在这些因素的协调统一下,才能设计出一个符合要求的、创新的桥梁模型。

结构设计竞赛 桥梁承重模型设计任务书

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。

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

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” 型塔的横向联系。

结构设计大赛桥梁模型

结构设计大赛桥梁模型

结构设计大赛桥梁模型摘要:I.引言A.结构设计大赛背景B.桥梁模型的重要性II.桥梁模型设计大赛的历史和发展A.国内桥梁模型设计大赛的起源和发展B.国际桥梁模型设计大赛的起源和发展C.桥梁模型设计大赛的影响和意义III.桥梁模型的设计要素A.桥梁模型的类型和技术要求B.桥梁模型的设计和制造流程C.桥梁模型的材料选择和性能要求IV.桥梁模型设计大赛的评审标准和流程A.桥梁模型的评审标准B.桥梁模型设计大赛的评审流程C.评审结果和奖励设置V.桥梁模型设计大赛的参赛技巧和经验分享A.桥梁模型设计的基础知识和技能B.参赛者的选拔和培训C.参赛技巧和经验分享VI.结论A.桥梁模型设计大赛的未来展望B.对桥梁模型设计大赛的总结和反思正文:结构设计大赛桥梁模型是桥梁工程领域的一项重要赛事,旨在推动桥梁设计技术创新和人才培养。

本文将从桥梁模型设计大赛的历史和发展、桥梁模型的设计要素、桥梁模型设计大赛的评审标准和流程、桥梁模型设计大赛的参赛技巧和经验分享等方面进行详细介绍。

桥梁模型设计大赛起源于20 世纪80 年代,经过多年的发展,已经成为国内外桥梁工程领域的重要赛事之一。

在国内,桥梁模型设计大赛的起源可以追溯到1986 年,由中国土木工程学会桥梁及结构工程分会主办的第一届全国桥梁模型设计大赛。

此后,桥梁模型设计大赛在国内逐渐普及,并得到了各大高校和科研机构的支持。

在国际上,桥梁模型设计大赛也得到了广泛认可和推广,如国际桥梁与结构工程协会(IABSE)主办的全球桥梁设计大赛等。

桥梁模型设计大赛对于推动桥梁设计技术创新和人才培养具有重要意义。

通过比赛,可以促进桥梁设计师之间的交流与合作,提高桥梁设计水平,培养新一代桥梁工程师。

同时,桥梁模型设计大赛也反映了桥梁工程领域的发展趋势和前沿技术,为桥梁工程技术的创新提供了重要参考。

桥梁模型的设计是桥梁模型设计大赛的关键环节,涉及桥梁模型的类型和技术要求、设计和制造流程、材料选择和性能要求等方面。

第六届北京大学生建筑结构设计竞赛B组赛组桥梁方向初稿

第六届北京大学生建筑结构设计竞赛B组赛组桥梁方向初稿

第六届北京市大学生建筑结构设计竞赛B组赛组(桥梁方向)(初稿)一.题目北京建筑大学大兴校区图书馆北侧人工湖人行桥梁设计二.设计资料(一)工程概况北京建筑大学大兴校区图书馆北侧人工湖上目前已有人行桥梁一座,所在位置如图2-1-1所示,立面图如图2-1-2所示。

本次拟对该桥进行重新设计和施工,并在该桥东侧修建新桥梁。

桥梁所在位置图2-1-1北京建筑大学大兴校区人工湖上的人行桥桥位图(二)拟建场地工程地质条件1 地形、地貌及地物概述周围为公园人工坡地等如下图所示。

拟建桥梁图2-2-1 拟建桥梁地理位置示意图2 地层分布及岩性特征各岩、土层的分布情况、岩性特征描述及其物理力学性质指标等有待补充。

(三)水文地质条件概述学校人工湖为人工供水,依据《范岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001(2009年版))中的相关标准判别:目前拟建桥梁场地内地表水及地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性。

(四)工程抗震设计基本条件1 地震影响基本参数根据《中国地震动参数区划图》(GB 18306-2001)之附录A(“中国地震动峰值加速度区划图”),工程场区的地震动峰值加速度为0.15g、地震基本烈度为Ⅶ度,相应设防水准为50年超越概率10%。

根据附录B(“中国地震动反应谱特征周期区划图”),工程场区位于特征周期0.40s的分区内(对应Ⅱ类场地)。

设计可根据本工程的重要性、具体设计条件以及本项目专项的场地地震安全性评价结果,综合确定拟建桥梁抗震设计的地震影响参数取值。

2 场地类别依据《公路工程抗震规范》(JTG B02-2013 )中有关规定,综合考虑场地的地形条件,建议拟建桥梁场地的场地类别整体按Ⅱ类考虑。

3地震液化判别根据本次勘探、测试成果并结合区域地质调查资料分析,依据《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)及《公路工程抗震规范》(JTG B02-2013)中有关规定判别,拟建场地不存在可发生地震液化的地层。

西南交大结构设计大赛桥梁承重组特等奖结构设计大赛答辩

西南交大结构设计大赛桥梁承重组特等奖结构设计大赛答辩

我们考虑过拱和斜拉者
在挠度方面与悬索类似,比较薄弱,所
以在综合各方面因素之后,我们还是决
定选用桁梁组合桥作为我们的桥型,以
简洁唯美,明快的力线来彰显结构之美
1
桥梁构思的方案选取
桁架结构与箱型 梁的组合
桁架结构与工字型 梁的组合
桁架结构与T字型 梁的组合
敬请各位评委老师批评指正!

谢谢
“115”
桥梁模型设计答辩
——
瞿薇
一、方案构思 二、功能布局 三、结构选型
组合桥梁的选型变幻无穷,无论

是从数量上还是种类上来说都是如此, 侧重点也不一样,有的是为了美观,有
构 的是为了实用。还有的是为了经济等等。

对于桥梁承重来说,以最少的材料,即 最。小的自重来承担最大的荷载,才是最
型 终极的目标,其次考虑的才是外观等等。
决赛二次加载弯矩包络图:
母计决算赛版模二型次图加里载弯矩请包络图自行更换LOGO、校训等。
决赛二次加载剪力包络图:
母计决算赛版模二型次图加里载剪力请包络图自行更换LOGO、校训等。
集中力加载破坏示意图:
请根据自己的需求对内容进行增删与修改! 秋记
加上移动荷载之后的破坏形式:
请根据自己的需求对内容进行增删与修改! 秋记
1-1
桁架结构与工字型梁的组合
1-2
桁架结构与T字型梁的组合
四、材料试验及数据 处理
材料试验及数据处理
纸带力-位移图
蜡线力-位移图
下阶段内容:
整体设计 杆件设计 特色处理 模拟加载试验
1
XXXXXXXXX
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2
XXXXXXXXX
XXXXXXXXXX

赛题:结构设计大赛——不等跨双车道桥梁结构模型设计

赛题:结构设计大赛——不等跨双车道桥梁结构模型设计

“龙湖杯”第十届大学生结构设计竞赛细则一.竞赛题目不等跨双车道桥梁结构模型设计二.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. 参赛要求每个参赛队由3~5名学生组成,提倡参赛学生跨专业组队。

每位参赛者只允许参加一个参赛队,各参赛队应独立设计、制作。

每个参赛队只能提交一份作品,并给作品命名。

2. 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)正文按设计说明书、方案图和计算书的顺序编排。

理论方案要求用A4纸打印,一式三份于规定时间内交到竞赛组委会。

3. 设计制作要求(1)模型制作材料与工具模型制作材料为组委会统一提供的白卡纸、腊线、白乳胶,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。

模型制作工具包括美工刀、直尺、图板等,请参赛者自备。

(2)模型尺寸要求模型的长度区间在(1200 mm -1300 mm),模型的外轮廓横向最大宽度不得大于300mm,桥面设置两个车道,每个车道宽不得小于100mm,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。

桥面以下的模型高度不得大于150mm,桥面高差不得大于20 mm。

模型要按照实际桥梁设置桥面以便小车顺利通过。

为保证小车能够顺利通过,模型应根据加载小车的尺寸,预留足够的通行空间,并能够满足给定的加载装置,请参赛队注意加载装置给定的条件。

在长跨跨中为竖向挠度量测点,最大挠度不能大于10mm。

(3)支座条件加载装置设置三个支座,位于一条直线上,外侧两个支座的中心距为1200mm,中间支座中心距外侧两个支座中心的距离分别为800mm、400mm。

支座沿顺桥方向宽度为25mm,支座沿横桥方向长度为300mm。

力学架构模型设计大赛

力学架构模型设计大赛

精品文档
免费下载一、结构模型名称:飞海大桥
四、目录:我们的追求
我们的大桥(图解)
我们的设计理念
我们的追求
为响应我校二系学生会的号召,我们组建了三人团队。

我们秉承“积极参与,永不言弃”的精神,不断努力,在一次次的试验中,我们失败过,也有过失意,我们也曾今灰心过,一度打算放弃,可我们还是坚持下来了。

开始制作前我们不曾想过做一个模型这么困难,知道开始干时才知道不简单。

我们在努力中一次次碰壁,我们把课余时间捐献进去,看到别人有空出去玩,我们想到过放弃,但是,既然做了,就要做完,做好。

互相鼓励,坚持做了下来。

当我们的桥梁成型时,我们很开心。

虽然,我们的桥梁模型不一定是最好的,但我们在这次竞赛中努力过了,获得过了。

这次竞赛中,我们加强了实践能力,培养了创新意识和合作精神。

我们的大桥(图解)
我们的设计理念
我们设计这个模型是首先考虑的是它的承重能力,和稳定性。

桥墩是又有王振宇设计的,把白纸层层卷压制成中空圆柱,八个桥墩,为整座桥提供了可靠的基础承受能力。

桥的横梁是由贾乐设计的,八百只层层翻卷黏贴而成,它独特的千叶层结构为其提供了惊人的韧性和弹性,能把桥面传来的压力平均分散到各个桥墩。

我们的组长张海则负责桥墩和横梁的连接,而且要保证整座桥的稳定性。

它采用的是棉线网状结构,既保证了桥梁的稳定性,又美观。

结构设计大赛桥梁模型

结构设计大赛桥梁模型

结构设计大赛桥梁模型摘要:1.引言2.桥梁模型结构设计要点3.材料选择与性能要求4.桥梁模型施工与搭建技巧5.桥梁模型美观性与实用性兼顾6.总结与展望正文:结构设计大赛桥梁模型是一项极具挑战性和实用性的任务。

为了打造出一座既美观又实用的桥梁模型,我们需要遵循一定的设计原则和技巧。

本文将详细阐述桥梁模型结构设计的关键环节,以帮助参赛者更好地完成这项任务。

一、引言随着科技的发展和人们对创新意识的不断提高,结构设计大赛愈发受到关注。

桥梁模型作为大赛中的一类热门项目,既考验了参赛者的创新能力和结构设计水平,也展示了我国在桥梁建设领域的综合实力。

二、桥梁模型结构设计要点1.稳定性:桥梁模型的首要任务是确保稳定性,参赛者需要充分了解各种桥梁结构的受力特点,使设计的桥梁模型在承受外部荷载时能够保持良好的稳定性。

2.承载力:桥梁模型的承载力是评价其性能的重要指标。

参赛者应充分考虑桥梁模型的受力分析,确保其在规定荷载范围内不会发生破坏。

3.经济性:在保证桥梁模型安全稳定的前提下,参赛者还需兼顾其经济性。

可以通过优化结构、选择合理材料等方式降低成本,使桥梁模型更具竞争力。

三、材料选择与性能要求1.材料选择:桥梁模型材料的选用应根据实际工程需求和大赛规定,选择力学性能好、重量轻、成本低的材料。

常见的材料有铝合金、塑料、木质等。

2.性能要求:所选材料的性能应满足桥梁模型的受力要求。

例如,具有较好的抗弯、抗扭、抗剪等力学性能。

此外,还需考虑材料的耐候性、耐磨性等性能。

四、桥梁模型施工与搭建技巧1.按照设计图纸进行制作,确保各部件尺寸和形状符合要求。

2.采用合适的连接方式,使桥梁模型各部件牢固结合,减少安全隐患。

3.注意细节处理,如倒角、打磨等,以提高桥梁模型的美观性。

4.在搭建过程中,参赛者应密切关注桥梁模型的稳定性,及时调整不符合受力要求的结构。

五、桥梁模型美观性与实用性兼顾1.外观设计:在保证桥梁模型安全实用的基础上,参赛者可以发挥创意,设计出独具特色的桥梁模型。

历届结构设计竞赛优秀作品选登(桥梁)

历届结构设计竞赛优秀作品选登(桥梁)

图1-2 河北赵州桥历届结构设计竞赛优秀作品选登(桥梁结构设计)岸芷汀兰鲍凯曼、邰 昊、吴小亮1、设计说明书方案构思唐朝诗人杜牧一首《阿房宫赋》,以浓墨重彩之渲染,为世人勾绘出一座前所未有、宏伟壮观的宫殿建筑群,而“项羽焚烧阿房宫”的扑朔迷离,更是让这座“空中楼阁”成为人们魂牵梦绕的千古之谜。

“长桥卧波,未云何龙?覆道行空,不霁何虹?”长桥卧波的妩媚,点缀了这座富丽堂皇的神秘宫殿,也成为后世造桥人心怀向往的审美典范。

于是,在阿房之后,有了西子湖里的断桥残雪,有了颐和园里的玉带涟漪,有了“天下第一桥”赵州桥立千年而不倒的雄齐伟岸!桥,因水而生;水,以桥而名。

于是,我们在府南河上,架起这座“不霁何虹”的长桥,在“岸芷汀兰”的淡淡幽香里,在天府蓉城的淡妆素裹里,去追寻阿房宫的堂皇,去诠释美的定义。

1.1 结构选型构思跃然纸上,我们开始迫不及待地选择结构型式。

为了能实现承载要求,我们做了以下几个方案分析:1.1.1拱形结构拱桥造型优美,非常吻合我们的构思。

力学上其适于承受均布荷载,但考虑到木材的脆性,拱圈不易制作,而分段拼接的方式又增加了节点,自重增加。

该结构为备选模型之一,见图1-3。

1.1.2三角桁架结构在跨中集中荷载作用下,采用稳定性较高的三角形桁架,非常符合加载要求,且挠度控制较好,因此是备选方案之一。

见图1-4。

1.1.3鱼腹形桁架结构图1-1 颐和园玉带桥拱形桁架结构,结合了拱和桁架二者的优点,造型较为优美。

但杆件较多,节点也复杂,考虑到木材的特点,制作复杂。

见图1-5。

1.1.4最终选型经过反复试验和甄选,我们决定从构思出发,以拱形为基本要求,结合桁架的特点,我们采用了如下结构型式。

图1.2河北赵州桥图1-4 三角桁架图1-5 鱼腹形桁架图1-6 最终模型1.2材料试验1.2.1木材强度与含水率经过查阅资料,我们发现:木材顺纹抗拉强度最高,抗弯、顺纹抗压强度稍差。

由于木材的不均匀性,决定了其许多性质的各向异性,在强度方面尤为突出。

结构设计大赛桥梁模型

结构设计大赛桥梁模型

结构设计大赛桥梁模型(原创版)目录1.桥梁结构设计大赛的概述2.桥梁模型的设计要点3.理论知识和计算软件在桥梁模型设计中的应用4.桥梁模型设计的实践经验与建议5.结论正文一、桥梁结构设计大赛的概述桥梁结构设计大赛是一项针对桥梁工程领域的专业性比赛,旨在培养学生的创新能力、团队协作能力和实际工程应用能力。

参赛者需要设计出一座满足特定要求的桥梁,并进行模型制作和测试。

奖项通常根据设计方案的合理性、创新性、经济性和可实施性等多个方面进行评选。

二、桥梁模型的设计要点桥梁模型的设计要点主要包括以下几个方面:1.桥跨结构:根据桥梁的用途、跨越障碍物和地形条件等因素,选择合适的桥跨结构形式,如梁桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥等。

2.桥墩和基础:设计桥墩和基础时,需要考虑桥梁荷载、地基条件、施工条件等因素,以确保桥梁的安全稳定。

3.梁体和板件:根据桥梁跨度和荷载条件,选择合适的梁体和板件形式,如简支梁、固定梁、连续梁、悬臂梁等。

4.桥面构造:设计桥面构造时,需要考虑桥梁的通行能力、荷载分布、防水和排水等因素。

5.桥梁附属设施:根据桥梁的功能要求,设计合理的桥梁附属设施,如桥栏、桥灯、伸缩缝等。

三、理论知识和计算软件在桥梁模型设计中的应用桥梁模型设计过程中,理论知识和计算软件发挥着重要作用。

主要应用的理论知识包括理论力学、结构力学和材料力学等。

计算软件方面,常用的有桥梁博士、ANSYS、SAP2000 等。

这些软件能够辅助设计者进行结构分析、计算和优化,提高设计效率和精度。

四、桥梁模型设计的实践经验与建议1.充分了解设计要求和约束条件,明确设计目标。

2.注重桥梁结构的安全性、经济性和美观性。

3.灵活运用理论知识和计算软件,提高设计效率和精度。

4.充分考虑桥梁施工和维护的实际需求。

5.注重团队协作和沟通,发挥团队成员的专业特长。

五、结论桥梁结构设计大赛对于培养学生的创新能力、团队协作能力和实际工程应用能力具有重要意义。

在桥梁模型设计过程中,需要充分考虑桥梁的结构形式、设计要点、理论知识和计算软件的应用以及实践经验和建议。

历届结构设计竞赛优秀作品选登(桥梁.)

历届结构设计竞赛优秀作品选登(桥梁.)

历届结构设计竞赛优秀作品选登(桥梁.)1. 赤峰大桥设计方案赤峰大桥是一座跨越呼伦贝尔草原上的额尔古纳河的悬索桥。

设计方案中采用了双向斜拉桥形式,桥面采用单塔、双塔和悬挂索混合式的结构,既满足了结构性能要求,又保证了景观效果。

2. 银山大桥设计方案银山大桥是一座跨越格尔木河的双塔钢悬索桥。

设计方案中,通过合理的悬索、主缆、纵向加劲板的布置和分配,使桥塔承受的垂直荷载最小,减小了塔身的体积和成本,并能够抵御极端风荷载和地震荷载。

3. 隆安大桥设计方案隆安大桥是一座跨越湄洲湾的斜拉桥,设计考虑了多种可能的地震荷载、风荷载和潮水荷载情况,并进行了全面的结构计算和稳定性分析。

结构采用翼型钢箱梁,双向斜拉布置,吊塔和主塔之间采用了悬挂索连接。

4. 泉州大桥设计方案泉州大桥是一座跨越泉州湾的悬索桥。

设计方案采用了三塔结构,主塔组成吊塔,两侧塔支承悬索,桥面主缆和斜拉索的坡度合理,进一步增强了整座桥的稳定性。

同时,数值模拟分析了不同风荷载下的结构响应,确保了桥梁的安全性。

5. 肇庆大桥设计方案肇庆大桥是一座跨越北江的混凝土斜拉桥。

设计方案中,桥面采用了库杆式斜形箱梁,主塔采用“Y”形钢结构,由两部分组成,通过铰接和悬挂索连接。

设计中使用了多种轻量化和减振减缩技术,提高了结构的疲劳寿命和抗震性能。

6. 沙河大桥设计方案沙河大桥是一座跨越长江的斜拉桥,桥面长度近5公里。

设计方案中,主塔采用了钢-混凝土组合结构,悬索斜向布置,采用异型双索拟缆双索同弦的形式,在确保结构受力平衡的前提下,提高了结构的跨度和稳定性。

7. 蓝色海岸大桥设计方案蓝色海岸大桥是一座跨越厦门湾的吊桥,桥面全长5748米,是目前中华人民共和国境内最长的吊桥。

设计方案中采用了沉箱式钢筋混凝土梁和钢箱梁结构,并配合采用多种减震减振措施,以保证桥梁的整体稳定性。

10. 蓝宝石大桥设计方案蓝宝石大桥是一座跨越渤海湾的双塔钢悬索桥,设计方案中采用了双主缆悬挂式布置,主缆的形状和张力通过有限元方法进行综合分析,以保证桥梁的稳定性和抗荷能力。

结构设计大赛桥梁模型

结构设计大赛桥梁模型

结构设计大赛桥梁模型滑板运动起源于20 世纪50 年代的美国,经过多年的发展,已经成为一项全球性的极限运动。

近年来,随着我国人民生活水平的提高和健身意识的增强,滑板运动在我国也逐渐流行起来。

越来越多的人开始关注并参与到这项运动中,其中就包括我们的主人公——林哥儿。

林哥儿,一个热爱滑板运动的年轻人,从小就对滑板情有独钟。

在他的世界里,滑板不仅仅是一项运动,更是一种生活方式。

他用自己的热情和坚持,在滑板的世界里闯出了一片天地。

对于林哥儿来说,滑板不仅仅是一种娱乐,更是一种挑战自我、追求梦想的方式。

在林哥儿的滑板生涯中,他对各种品牌的滑板进行了全面的测评与对比。

他认为,不同的滑板品牌有着各自的特点和优势,选择一款适合自己的滑板对于提高滑板技能和享受滑板运动至关重要。

通过对不同品牌滑板的测评,林哥儿总结出了一些滑板选购的技巧和建议,希望能对喜欢滑板的朋友们提供一些帮助。

首先,选择滑板时要考虑自己的技能水平。

对于初学者来说,选择一款稳定性好、材质较软的滑板会更加适合。

而对于有一定基础的滑手来说,可以考虑选择材质较硬、性能更优越的滑板。

其次,购买滑板时要考虑自己的身高、体重等因素。

合适的滑板尺寸可以提高运动过程中的舒适度,减少因为滑板过大或过小而产生的不适。

最后,购买滑板时要结合自己的预算。

滑板的价格差异较大,从几百元到几千元不等。

在预算允许的范围内,选择一款性价比高的滑板是明智之举。

总之,滑板运动在我国正逐渐崛起,越来越多的人开始关注并参与到这项运动中。

林哥儿希望通过自己的滑板测评,让更多的人了解滑板、喜欢滑板,让滑板运动在我国发扬光大。

大学生结构设计竞赛赛题单跨双车道桥梁结构模型设计与制作

大学生结构设计竞赛赛题单跨双车道桥梁结构模型设计与制作

大学生结构设计竞赛赛题单跨双车道桥梁结构模型设计与制作主办单位:AA建设教育协会承办单位:AA理工大学XX分校竞赛日期:2016年11月23日-26日1 竞赛题目和内容1.1 竞赛题目——单跨双车道桥梁结构模型设计与制作竞赛模型为单跨双车道桥梁结构,采用白卡纸为材料制作,具体结构形式不限,图1为示意性结构模型。

模型承受的车辆荷载由牵引小车施加。

图1模型结构示意图1.2 竞赛内容竞赛内容包括:理论方案、模型制作、作品介绍、加载试验。

2 理论方案要求2.1 理论方案理论方案内容包括方案图和计算书。

(1)方案图:应包括结构作品效果图、结构布置图、主要构件和节点详图。

(2)计算书:应包括结构计算简图的选取、荷载分析、内力分析、承载能力估算等。

2.2 理论方案格式和要求(1)封面(见附件一),第一页为300字左右的摘要,其后为方案图和计算书。

除封面外,其余各页面上均不得出现参赛学校和个人的姓名等信息,否则理论方案按零分计。

(2)理论方案要求用A4纸双面打印,一式三份于规定时间内交到竞赛组委会,逾期作为自动弃权处理。

3 模型制作要求3.1 模型制作材料和工具竞赛期间,承办方为各队提供如下材料及工具用于模型制作:(1)白卡纸:4张(A0号,约250g/张,平均厚度约0.3mm/张)白卡纸力学性能参考值:弹性模量1500MPa,顺纹抗拉强度22.2MPa,抗压强度7.0MPa。

(2)白乳胶:2瓶(225ml/瓶)(3)砂纸:2块(200mm×200mm)(4)棕线:1捆(仅限制作拉索结构形式的参赛队领用。

拉索结构形式,包括绳索使用在桥面上部结构的拉、悬、吊、张弦等方式,不允许将绳索使用在桥面下部结构的张拉。

)制作工具:2把美工刀,1把剪刀,1支2B铅笔、干燥剂1份、大塑料袋一只。

注:①材料不足可现场领取,其中每队额外领取数目:白卡纸不超过两张,白乳胶不超过1瓶,棕线不超过1捆。

②各队可携带尺子、三角板、圆规、电吹风以及其他辅助制作工具。

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

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。

大学生结构设计竞赛赛题单跨双车道桥梁结构模型设计与制作

大学生结构设计竞赛赛题单跨双车道桥梁结构模型设计与制作

大学生结构设计竞赛赛题单跨双车道桥梁结构模型设计与制作主办单位:AA建设教育协会承办单位:AA理工大学XX分校竞赛日期:2016年11月23日-26日1 竞赛题目和内容1.1 竞赛题目——单跨双车道桥梁结构模型设计与制作竞赛模型为单跨双车道桥梁结构,采用白卡纸为材料制作,具体结构形式不限,图1为示意性结构模型。

模型承受的车辆荷载由牵引小车施加。

图1模型结构示意图1.2 竞赛内容竞赛内容包括:理论方案、模型制作、作品介绍、加载试验。

2 理论方案要求2.1 理论方案理论方案内容包括方案图和计算书。

(1)方案图:应包括结构作品效果图、结构布置图、主要构件和节点详图。

(2)计算书:应包括结构计算简图的选取、荷载分析、内力分析、承载能力估算等。

2.2 理论方案格式和要求(1)封面(见附件一),第一页为300字左右的摘要,其后为方案图和计算书。

除封面外,其余各页面上均不得出现参赛学校和个人的姓名等信息,否则理论方案按零分计。

(2)理论方案要求用A4纸双面打印,一式三份于规定时间内交到竞赛组委会,逾期作为自动弃权处理。

3 模型制作要求3.1 模型制作材料和工具竞赛期间,承办方为各队提供如下材料及工具用于模型制作:(1)白卡纸:4张(A0号,约250g/张,平均厚度约0.3mm/张)白卡纸力学性能参考值:弹性模量1500MPa,顺纹抗拉强度22.2MPa,抗压强度7.0MPa。

(2)白乳胶:2瓶(225ml/瓶)(3)砂纸:2块(200mm×200mm)(4)棕线:1捆(仅限制作拉索结构形式的参赛队领用。

拉索结构形式,包括绳索使用在桥面上部结构的拉、悬、吊、张弦等方式,不允许将绳索使用在桥面下部结构的张拉。

)制作工具:2把美工刀,1把剪刀,1支2B铅笔、干燥剂1份、大塑料袋一只。

注:①材料不足可现场领取,其中每队额外领取数目:白卡纸不超过两张,白乳胶不超过1瓶,棕线不超过1捆。

②各队可携带尺子、三角板、圆规、电吹风以及其他辅助制作工具。

结构设计大赛桥梁模型

结构设计大赛桥梁模型

结构设计大赛桥梁模型一、引言随着科技的进步和人们对创新意识的培养,结构设计大赛越来越受到关注。

桥梁模型作为大赛中的重要类别,既能展示参赛者的创新能力,又能检验理论知识在实际应用中的合理性。

本文将从桥梁模型的结构设计、施工制作、试验评价等方面进行阐述,以期为参赛者提供一定的参考。

二、桥梁模型结构设计要点1.材料选择桥梁模型的材料选择至关重要,既要考虑材料的力学性能,又要兼顾轻便和经济性。

常用的材料有铝合金、碳纤维、玻璃钢等。

参赛者可根据自己的需求和实际情况选择合适的材料。

2.桥梁形态桥梁形态设计要符合力学原理,确保在受力过程中结构稳定。

常见的桥梁形态有梁桥、拱桥、悬索桥等。

参赛者可以根据自己的创意设计出独特的桥梁形态。

3.受力分析受力分析是桥梁结构设计的基础,主要包括垂直荷载、风荷载、地震荷载等。

参赛者需要根据不同的受力条件,对桥梁模型进行合理的结构布局和尺寸设计。

三、桥梁模型施工与制作1.制作流程桥梁模型的制作流程主要包括:准备材料、加工构件、组装焊接、表面处理等。

参赛者需要严格按照制作流程进行,确保桥梁模型的质量。

2.关键技术在制作过程中,关键技术主要包括:焊接工艺、材料成型、表面防腐等。

参赛者需要掌握这些关键技术,以提高桥梁模型的使用寿命。

3.质量控制质量控制是桥梁模型制作的关键环节,主要包括:尺寸检查、构件强度检验、整体稳定性评估等。

参赛者需要对制作过程中的质量进行严格把控。

四、桥梁模型试验与评价1.试验方法桥梁模型试验主要包括:加载试验、动力特性试验、抗风试验等。

参赛者需要根据试验要求,合理选择试验方法。

2.评价指标评价指标主要包括:承载能力、抗风性能、耐久性等。

参赛者需要根据评价指标,对桥梁模型进行综合评价。

3.结果分析试验结果分析主要包括:数据处理、图表制作、性能对比等。

参赛者需要对试验结果进行深入分析,找出模型的优点和不足。

五、案例分享在本节中,我们将分享一些往届结构设计大赛中桥梁模型的优秀案例,以供参赛者参考。

历届结构设计竞赛优秀作品选登(桥梁)

历届结构设计竞赛优秀作品选登(桥梁)

图1-2 河北赵州桥历届结构设计竞赛优秀作品选登(桥梁结构设计)岸芷汀兰鲍凯曼、邰 昊、吴小亮1、设计说明书方案构思唐朝诗人杜牧一首《阿房宫赋》,以浓墨重彩之渲染,为世人勾绘出一座前所未有、宏伟壮观的宫殿建筑群,而“项羽焚烧阿房宫”的扑朔迷离,更是让这座“空中楼阁”成为人们魂牵梦绕的千古之谜。

“长桥卧波,未云何龙?覆道行空,不霁何虹?”长桥卧波的妩媚,点缀了这座富丽堂皇的神秘宫殿,也成为后世造桥人心怀向往的审美典范。

于是,在阿房之后,有了西子湖里的断桥残雪,有了颐和园里的玉带涟漪,有了“天下第一桥”赵州桥立千年而不倒的雄齐伟岸!桥,因水而生;水,以桥而名。

于是,我们在府南河上,架起这座“不霁何虹”的长桥,在“岸芷汀兰”的淡淡幽香里,在天府蓉城的淡妆素裹里,去追寻阿房宫的堂皇,去诠释美的定义。

1.1 结构选型构思跃然纸上,我们开始迫不及待地选择结构型式。

为了能实现承载要求,我们做了以下几个方案分析:1.1.1拱形结构拱桥造型优美,非常吻合我们的构思。

力学上其适于承受均布荷载,但考虑到木材的脆性,拱圈不易制作,而分段拼接的方式又增加了节点,自重增加。

该结构为备选模型之一,见图1-3。

1.1.2三角桁架结构在跨中集中荷载作用下,采用稳定性较高的三角形桁架,非常符合加载要求,且挠度控制较好,因此是备选方案之一。

见图1-4。

1.1.3鱼腹形桁架结构拱形桁架结构,结合了拱和桁架二者的优点,造型较为优美。

但杆件较多,节点也复杂,考虑到木材的特点,制作复杂。

见图1-5。

1.1.4最终选型图1-1 颐和园玉带桥图1.2河北赵州桥经过反复试验和甄选,我们决定从构思出发,以拱形为基本要求,结合桁架的特点,我们采用了如下结构型式。

1.2材料试验1.2.1木材强度与含水率经过查阅资料,我们发现:木材顺纹抗拉强度最高,抗弯、顺纹抗压强度稍差。

由于木材的不均匀性,决定了其许多性质的各向异性,在强度方面尤为突出。

木材含水率在纤维饱和含水率以下时,含水率越高,强度越低:含水率在纤维饱和含水率以上时,木材强度基本无变化。

桥梁结构模型制作设计方案

桥梁结构模型制作设计方案

桥梁结构模型制作设计方案一、桥梁模型制作的目标。

咱为啥要做这个桥梁结构模型呢?首先就是为了好玩儿呗,当然啦,也是为了学习一下桥梁的结构知识。

我们的目标就是做出一个既结实又好看的桥梁模型,就像那些真正的大桥一样,能稳稳地“站”在那儿,承受住各种“压力”。

二、桥梁类型的选择。

1. 经过深思熟虑(其实就是瞎琢磨了一会儿),我决定做一个梁桥模型。

为啥呢?因为梁桥相对简单一些,对于咱们这种新手来说比较好上手。

而且梁桥看起来简洁大方,就像一个低调的实力派。

2. 梁桥的结构特点就是主要靠梁来承受上面的重量,就像一个大力士扛着东西一样。

我们的模型也要把这个特点体现出来。

三、材料准备。

1. 主要材料。

木条:这可是咱桥梁的“骨架”。

就像人的骨头一样,得选那种直直的、结实的木条,最好是那种厚度和宽度都比较均匀的,这样做出来的桥才不会歪歪扭扭。

我打算去附近的手工店或者建材市场找找看。

胶水:这就是把木条粘在一起的“魔法胶水”啦。

不能用那种一粘就掉的劣质胶水,得选粘性强的木工胶。

这样才能保证咱们的桥梁结构稳稳当当的。

纸张:用来做一些装饰或者辅助结构。

比如可以把纸卷成小圆柱,放在桥梁的某些部位,增加它的稳定性。

就像给桥梁穿上了一层“防护服”。

2. 辅助材料。

剪刀:用来裁剪纸张和木条,这就不用多说了吧,一把锋利的剪刀可是必备工具。

尺子:没有尺子怎么能做出笔直的桥梁呢?它就像一个严格的监工,时刻提醒我们要保持尺寸的精准。

四、制作步骤。

1. 设计草图。

先在纸上画出桥梁的大致形状和尺寸。

这个草图不用画得太精美,只要能把自己的想法表达出来就行。

就像画画打草稿一样,大概画出梁桥的梁有多长、多宽,桥墩的位置和形状等等。

我打算把梁画成一个长方形的长条,桥墩呢,就画成简单的方形。

然后根据实际材料的尺寸对草图进行调整。

比如说,如果木条的长度有限,那就得把梁的长度适当缩短一点,可不能让材料不够用啊。

2. 制作桥墩。

按照草图上桥墩的尺寸,用木条搭建出桥墩的框架。

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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”型塔的横向联系。

“A” 型塔采用三角形刚架结构.中部设一横梁.横梁上设垂直的刚性吊杆和柔性的棉线吊索。

上部结构如图1所示。

图中粗实线为纸杆,细实线为棉线。

“A”型塔下面构成桥梁的主孔。

塔柱脚外各设一小孔作为边孔。

受材料限制,模型不可能仿照公路桥设计足够粗大的桥墩。

因此,为保证桥墩的稳定性.三孔桥墩之问设水平杆加强联系.形成四边形框架结构,增强柱的稳定性。

1.4桥梁模型受力分析圆柱形纸杆可以承受一定的拉力和压力.可以作为受弯结构的梁。

梁的抗弯强度很大程度上取决于梁高,圆柱直径越大,抗弯强度越大。

网格式梁式结构使荷载沿纵横向传递更均匀.减少单根梁集中受力。

主跨中间布置45 k2的集中荷载时,简单的梁桥按跨度50 cm 计,结构须承受55 N·m 的弯矩.而纸杆梁高有限.结构无法承受这么大的弯矩。

实际模型结构采用三孔连续结构并结合“A” 型塔斜拉桥。

“A” 型塔下布置多根垂直吊杆(索),再加上桥墩的斜撑杆,从力学计算上缩小跨度,有效减少弯矩。

粗略计算结构实际承受弯矩为30N·m左右。

若再考虑横梁的横向联系作用.将荷载较均匀地分配给5片主梁,则单梁承受的弯矩更小。

合理的结构方案保证了结构足够的抗弯强度。

实心圆柱纸杆具有一定的刚度.在荷载不大情况下.弯曲下沉的挠度较小。

但要在跨中布置40~50 的集中荷载,将挠度控制在15 rrfn 以内并不容易。

事实上参赛的多座桥梁模型承载能力很大,但刚度不足.导致荷载不大(eo~3o kg)情况下.变形超出15 rrfn而失效。

保证模型刚度足够的措施首先是主梁、横梁片数不宜过少.且布置成网格体系,保证模型有较大的整体抗弯刚度。

其次,斜塔下垂吊刚性杆和柔性索,以抵抗跨中弯曲挠度。

刚性杆比柔性索控制弯曲变形挠度能力强.因为柔性的棉线易伸长,斜拉或垂吊桥面时不易控制变形。

但棉线基本不占重量.可用作辅助的斜拉索或吊索刚性杆只要在节点捆绑牢固,带来的变形极小。

下部结构由四排双柱式桥墩构成。

尽管实心圆柱纸杆作桥墩抗压能力强,但由于杆细.单根或单排桩柱墩的稳定性不高。

在荷载较大时。

很容易导致桥梁整体承载力不足而失效。

若在边孔内各排桩柱墩之间设水平杆联结。

形成四边形框架结构。

就可以大大增强柱的稳定性。

此外,两边“A”型塔加上横向联系。

从桥底到桥顶支承整个桥梁.大大提高了桥梁的整体稳定性。

2制作工艺制作桥梁模型即相当于桥梁的施工过程,这是一个很关键的环节。

制作工艺,毫无疑问在比赛中很重要质量的好坏直接决定了加载的成败。

制作模型须以严谨的学术态度来对待,尺寸必须精确。

模型净宽误差不超出±5 mm,净空高度不小于200 mm,这些都必须严格遵守,否则模型无法加载。

此外,模型中每一根杆件都需要根据长度、厚度精确取好图纸,以保证尺寸准确。

在制作过程中,还要注意节点捆绑牢固,在模型加重载时,节点不牢固,直接导致变形过大。

圆形纸柱想象起来容易,制做起来困难。

图纸不容易卷实,而且容易偏斜。

为了卷好每一根杆件.模型组同学做了多次试验,总结经验。

以1.5 cm外径实心柱为例:首先划好图纸,宽度可取100 cm,长度依构件长度而定,并在宽度每10 cm 处用铅笔轻划一些平行线作为控制线。

控制圆形柱f梁)两端卷速均匀。

然后卷圆柱,两个同学配合在O.5 cm处折起并压紧,开始卷压并拉纸,还有一个同学压着还没卷到的地方,直到卷完,这是最关键的一步,这时一不小心,纸就会损坏而作废。

在卷的过程中还需涂胶。

涂胶要快,可用一些小的厚纸片用来刷胶,涂胶分两次,待卷到一半处时涂一些胶,用以定位,卷到最后再涂胶封口。

?3结语试验证明,本次设计制作的桥梁模型非常坚固,成功接受了45 的重荷载考验。

在加载5Ok2时,挠度略超出15 mm 而失效。

从比赛的角度来看,本次设计的桥梁模型缺点在于跨径偏小,设计过于保守,有待于尝试大跨径桥梁模型设计。

.这次比赛为同学们的理论知识与实践结合提供了一个良好的平台。

通过结构模型的设计制作,参赛同学充分理解了桥梁结构的构造原理和受力特点。

提高和巩固了他们的力学知识、桥梁专业知识.增强了大家的学习兴趣,同时也增强了他们的动手能力和团队问的合作精神。

活跃了大学生的科技创新氛围。

我校的力学架构模型设计大赛已举行过多届了,也有了多次走出去请进来比赛的经验。

为了使同学们少走弯路和回头路,设计制作水平能在前人探索的基础上不断创新提高,特在此将一些结构模型设计的经验及要点小结一下,期望能对大家有所帮助。

由于时间关系及发现真理的规律,不能一次写完,请留意更新。

结构设计的基本原则:安全、适用、经济、美观,完全适用于我们的力学架构设计大赛:1、安全:应具有足够的强度、整体稳定和局部稳定结构的强度破坏一般发生在节点处。

要对节点进行加固,并采用使节点处的拉、压杆件受力相互平衡的节点形式,构建和谐节点。

如采用让拉杆连续通过,压杆切断但撑于节点上的形式。

对于管状的空心杆件在受到局部横向压力时,要在受压处用横隔加强。

结构失去整体稳定而破坏的情况要多于强度破坏,特别是对于高架桥这样的高个子结构。

不要迷恋对称,对称只是个传说。

侧向受力是避免不了的,加载偏心、材料缺陷都会引起侧向力,压杆失稳时会也产生侧向剪力。

设计时宜考虑有侧向力(大小可以取竖向力的1/30)与竖向力同时作用于加载点处。

通过水平支撑和竖向支撑(均为几何不变的三角形体系),将侧向力传递至基础。

建立起强有力的维稳机制。

截面较大的空心杆件会产生局部失稳问题,这时可采用蜂窝型截面解决。

2、适用:应满足建筑要求,有良好的工作性能比赛前将有车、船模型作通过测试,如果不能满足规则对通航、通车及加载设备安装的要求,可能会直接出局。

虽然这种情况不常发生,但不能掉以轻心。

如对规则不明或有疑问,应及时向技术人员提出。

变形过大会影响结构的使用,变形超限也是很多模型的失效模式。

原因是模型刚度不足,这和不了解材料性能(如棉线变形过大是不适合做拉杆使用的),选择杆件截面尺寸不当及节点设计失误有关。

目前,由于材料的弹性模量较难测定等原因,很难进行精准的变形计算。

应注重实践,多做实验比理论计算更重要,概念设计比计算结果更重要。

此外,空气湿度对纸质模型强度和刚度的影响也十分显着,阴雨和回南天气参赛时宜采取防潮措施。

3、经济:在满足上述要求前提下应最省材料要求在满足一定承载力的条件下,尽可能减轻模型的自重。

荷重比为模型最大承载重量与模型自重的比值,模型的承载重量有封顶值,这就要求结构的自重应尽可能轻。

设计时宜根据计算内力的大小及性质(拉、压)来选择杆件截面。

制作时材料应精打细算,该用则用,能省就省。

计算简图要准确,拉、压杆的判断很重要。

可用截面法、节点法、位移法作简单受力分析,较精确数值可利用清华大学结构力学求解器计算。

应根据计算结果大致分配各杆件的用料。

杆件的截面不宜采用实心,应采用较开展又能满足局部稳定的截面形式。

常用的截面形式有○字型、□字型、日字型、目字型、蜂窝型、三角型、扁管型等,可综合运用之。

4、美观:尽量显示结构之美、力量之美。

采用传力准确、简练、稳固的结构形式,充分展示结构之美。

结构形式有桁架结构(由三角型布置的杆件通过铰节点连接而成)、框架结构(由平行布置的杆件通过刚节点连接而成)、蒙皮结构等形式,可参考历届大赛的作品,参阅教材和请教老师。

值得一提的是:节点连接宜摒弃用棉绳捆扎的初级做法,而采用全纸做的节点。

必要时用纸片做成附加的传力构件(专业上称为节点板),不仅受力可靠、重量轻,而且美观、符合工程实际做法,在决赛的模型制作工艺评分中能拿到较高的分数。

模型制作的技巧:1、卷纸的工具可以用自制的木条、塑料片、到五金店买到的6mm直径钢条,还有到美术用品店上能够买到的各种规格的塑料管。

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