结构设计大赛(桥梁)计算书

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结构设计大赛计算书

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结构设计大赛计算书结构设计大赛计算书结构设计大赛是一项旨在考察参赛者对于结构设计原理和实践能力的比赛活动。

参赛者通过设计、计算和模拟结构的方法,展示自己的创造力、工程素质和解决问题的能力。

本文将从浅入深,从设计思路到实际实施,介绍结构设计大赛的相关内容。

首先,结构设计大赛的成功与否与参赛者的设计思路有着密切的关系。

设计思路是指在结构设计过程中,参赛者根据任务要求和限制条件,通过合理的分析和策略,形成一种可行的设计思想。

参赛者应该注重综合考虑结构的安全、经济和实用性,灵活运用不同的结构设计方法,如梁结构、桁架结构、柱状结构等,以满足工程要求。

其次,结构设计大赛的计算工作至关重要。

参赛者需要根据设计思路,对结构进行力学分析和计算。

力学分析包括结构的受力情况、应力分布和变形特征等。

参赛者需要熟练掌握结构力学的相关原理和计算方法,如静力学、动力学和弹性力学等。

通过准确的计算,可以充分评估结构的可靠性和安全性,为设计提供科学依据。

此外,参赛者还需要利用计算机进行结构的模拟和优化。

计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助工程(CAE)技术的应用,能够帮助参赛者快速生成结构模型,并进行力学仿真和优化计算。

参赛者可以通过不断调整结构参数、材料选型和构件布置等,寻找最佳的设计方案。

同时,计算机模拟也可以为结构设计提供详细的结果数据,方便参赛者进行结果分析和展示。

最后,结构设计大赛还强调参赛者对于结构实施的指导意义。

结构设计不仅仅是理论上的构思和计算,更需要考虑实际的施工和使用情况。

参赛者应该重视工程实践,了解结构施工工艺和材料特性,提供合理的施工指导和建议。

只有结构设计与实际实施相结合,才能确保设计方案的可行性和有效性。

综上所述,结构设计大赛是一项需要参赛者具备全面能力和创新思维的活动。

通过设计思路、力学计算、计算机模拟和实施指导四个方面的全面考察,参赛者可以充分展现自己的结构设计才能和应对问题的能力。

希望广大参赛者能够在结构设计大赛中充分发挥自己的潜力,为工程领域的发展贡献力量。

第七届全国大学生结构设计竞赛计算书(一等奖)

第七届全国大学生结构设计竞赛计算书(一等奖)
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第七届全国大学生结构设计竞赛计算书
2.2 结构选型
2.2.1 整体结构选型
在结构定型之前我们考虑了多种结构形式,并依次做出多种方案。
方案一: 我们设计了两榀平行的“W”形桁架,主要受压杆件为8mm×8mm 中 间带有“X”形支撑的矩形杆件;用交叉的拉条保持左右平衡,拉条用 0.35mm×4mm 的两层竹皮粘成;底面为150mm×100mm 的矩形。 如图2-1:
图 2-3
这种结构有以下特点: 优点:结构形式精简,重量轻,制作简单;主体桁架呈三角形,稳 定性好,承载荷载大;底面积小,易于快速行走,且不会出现以上方案 中因落地时倾斜而致使杆件受力偏差太大的情况。 缺点:静止站立必须靠两脚的配合。 “没有做不到,只有想不到”通过多次试验对比,我们发现,以前 不敢相信能站稳的方案三中的结构荷重比最大,行走速度也最快。因此 我们选择了方案三。并通过长期测试,对奔跑时所受的冲击荷载和摩擦 力等因素进行综合分析,对底面的位置稍加改变,发现在能保持静止平 衡的前提下适当前调底面的位置更利于奔跑。
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第七届全国大学生结构设计竞赛计算书
四、受力分析及计算
4.1 结构受力分析
根据结构特点,我们的结构承重杆件分布于踏板中部及后部木横梁 上。我队踩高跷队员 65kg ,安全系数为 f 1.2 ,考虑冲击系数 1.2 。 考虑人在前进过程中的重心随着双脚的前后交替,重心也随之前后移 动。因此,在整个绕标跑过程中,可偏安全的考虑三个工况:
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第七届全国大学生结构设计竞赛计算书
一、前言
正如插图所见,“踩高跷”是我国一项群众喜闻乐见、流行甚广的 传统民间活动。高跷分高跷、中跷和跑跷三种,最高者一丈多。高跷表 演者不但以长木缚于足行 走,还能跳跃和舞剑,形式 多样。传统高跷道具简单, 但木质的选料很讲究,必须 采用坚硬而有韧性的木质, 腐木不可用。将选好的木头 经过木匠加工成4-5尺长的木 棍,木棍上扁下圆,脚踏板 的设置,是根据高跷的高度 而定,一般在3尺以上装置。高跷的绑腿绳,一般是用布制成的,这样 的绑绳既能绑紧,又不勒腿脚。 “踩高跷”不但具有很高的健身价值,而且还具有很高的艺术价 值,对振兴民族精神和活跃、充实人民的文化生活都起着积极的作用。 这次结构设计竞赛是一个既有趣又富有挑战性的科技竞赛。高跷所 承受的荷载与高跷的结构形式和运动方式密切相关,这次比赛正是给我 们建立了一个理论贴近实际贴近生活的平台。通过运用所学知识自行设 计和制作竹高跷结构,可以提高我们的动手能力与思维能力,激发创新 和竞争意识,培养科学思维,加强团队协作。同时让我们更加加深对 “踩高跷”这一传统民间艺术的了解,更好的继承传统文化。 在赛前准备过程中,我们提高了自己的思考能力,加深了理论知识 的理解,而且还将与其他学校的参赛队员交流经验,使我们的眼界更加 开阔。这次比赛无疑使我们的大学生活更加充实更加有意义,将为我们 的人生画上精彩的一笔!

郑州大学结构设计大赛设计书

郑州大学结构设计大赛设计书

郑州大学结构设计大赛作品名称:保钓桥参赛单位:郑州大学土木工程学院参赛成员:指导教师:⏹目录:◆设计说明1.作品名称……………………………………………………2.结构选型……………………………………………………3.结构尺寸确定…………………………………………………4.结构模型制作及节点构造的设计……………………………◆方案图◆计算书一、计算思路1.结点…………………………………………………………………..2.单元…………………………………………………………………….3.支座……………………………………………………………………4.荷载加载…………………………………………………………………5.计算工具…………………………………………………………………..二、具体计算1.计算简图 ........................................2.结构建模……………………………………………………3.内力计算…………………………………………………三、结构分析◆总结和感想●设计说明1. 作品名称保钓桥(以此表达我们的爱国热情)2. 结构选型一般较大跨径的桥梁,常采用刚桁架桥梁,我国比较有名的桁架桥梁有:武汉长江大桥(三联3*128m连续桁架梁),南京长江大桥(三联3*160连续钢桁梁),九江长江大桥,香港青马大桥以及芜湖长江大桥等【南京长江大桥】联系到本次比赛模型制作的具体要求:模型为纸制单跨简支结构(150g/㎡),结构形式不限,结构模型计算净跨800mm,中部承受集中力。

众所周知,纸的材料性能较差,尤其是抗弯和受剪能力,但纸制柱形构件抗拉和抗压能力较强,为尽量避免使构件承受弯矩和剪力,充分发挥材料的抗拉、抗压能力,我们采用了桁架桥梁的形式,桥梁上部和下部主桁架是主要承重结构,在竖向荷载作用下,各杆件主要产生轴向力(但由于节点的刚性,杆件中也产生较小弯矩,设计时需注意)。

根据比赛设计的承重的特殊性(中部垂直受力),我们将桥梁设计成上承式双层层面结构。

桥梁工程课程设计计算书

桥梁工程课程设计计算书

一、设计资料1、桥面净空:净—7+2⨯1.0m人行道;2、主梁跨径和全长:主梁:标准跨径:L b=25m计算跨径:L=24.50m(支座中心距离)'=(主梁预制长度)预制长度:m24.L95横隔梁5根,肋宽15cm。

3、材料4、结构尺寸参照原有标准图尺寸,选用如图所示:桥梁横断面图(单位:cm)T形梁尺寸图(单位:cm)桥梁纵断面图(单位:cm)5.设计依据1、《桥梁工程》教材,刘龄嘉主编,人民交通出版社。

2、《结构设计原理》教材。

3、《公路桥涵设计通用规范》(JTG-D60-2004)。

4、《公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG-D60-2004)。

5、公路设计丛书《桥梁通用构造及简支梁桥》胡兆同,陈万春编著。

6、《桥梁计算示例集》混凝土简支梁(板)桥.易建国编著。

7、T型梁有关标准图。

二、行车道板内力计算 计算图如下图:图1 T 形梁尺寸图(单位:cm)1、恒载及其内力(以纵向1m 宽的板进行计算) (1)、每延米上的恒载g 的计算见表1:(2)、每米宽板条的恒载内力为弯矩m KN gl M g ⋅-=⨯⨯-=-=76.18.05.52121220min,剪力KN l g V Ag 40.48.050.50=⨯=⋅= 2、车辆荷载产生的内力将车辆荷载的后轮作用于铰逢轴线上(见上图),后轴作用力标准值P=140KN ,轮压分布宽度如下图2所示,后轮着地宽度为,6.02m b =着地长度为,2.02m a =则mH b b m H a a 80.01.026.0240.01.022.022121=⨯+=+==⨯+=+=荷载对于悬臂根部的有效宽度为:m l d a a 4.38.02|4.14.0201=⨯++=++= 由规范:汽车荷载的局部加载及在T 梁,箱梁悬臂板上的冲击系数采用1.3。

作用于每米宽板条上的弯矩为:mKN b l a p M p ⋅-=-⨯⨯⨯-=-⨯⨯+-=059.16)48.08.0(4.3421403.1)4(42)1(10min,μ 作用于每米宽板条上的剪力为: KN a p V Ap 765.264.3421403.142)1(=⨯⨯⨯=⨯+=μ3、内力组合:(1)承载能力极限状态内力组合(用于验算强度)。

4 白卡纸材料桥梁结构设计竞赛计算书

4 白卡纸材料桥梁结构设计竞赛计算书
为了达到传力途径的简捷,受力的合理,各种结构体系都是由构件按一定的规律组成 的。第一,整体形式的初步构思:建立基本功能目标并转化为总体场地规划、活动组织方 案和外形布置。第二,按总结构体系对建筑形式总体构思:构思主要结构方案和分体系相 互关系要求。
在整体形象给人们强烈视觉冲击和震撼的同时,理性技术的表现也不逊色。整体结构 合起来看,她就想一艘航船,在风暴中前行,展现其优良的性能,清晰地体现了力与美的 完美结合。
2.袁海庆.材料力学[M].武汉:武汉工业大学出版社,2004
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3.2 内力分析
3.2.1 结构正投影简化计算分析 通过计算把结构正面投影简化,在结构上加大小为 10KG 荷载,在结点 i,l.j,k 分别作用 100N 的竖直向下的集中力,得出如下轴力图。
结构正投影简化计算轴力图 本方案结构为桁架结构,各杆件弯矩剪力为 0。 3.2.2 各杆内力分析 在正投影简化结构 i,l,j,k 结点作用 25N 的力,得出其轴力图,再利用空间力系投影原来把 轴力具体分配到各杆。通过计算得出表一,具体计算过程略。
结点处,所有杆件做圆柱体,充分发挥各构件空间协同工作性能,并与胶水连接,防止结 点破坏。
2.3 设计方案图
结构正投影图
结构概念图 红色代表受拉 绿色代表受压
-1-
3. 计算书
为了更好的了解和掌握实际模型的受力特征,我们应用结构力学求解器(SM Solver 2.0.0)对其进行了结构受力分析。
3.1 计算假定
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(3-3)
Fcr=3.14^2EI/(L^2)
(3-4)
1、E 为弹性模量 1400N/mm^2
2、Iz 为极惯性距
3、a 为管壁厚度
4、R 为管得直径

第二组桥梁结构设计计算书

第二组桥梁结构设计计算书

一、设计要求竞赛模型为木质单跨桥梁结构,采用木质材料制作,具体结构形式不限。

1.几何尺寸要求(1) 模型长度:模型有效长度为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。

(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;端部支座位置处的高度不应超过150mm。

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,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。

3.材料(1)木材:用于制作结构构件。

有如下两种规格:木材规格(单位:mm)材料2 mm×2 mm×1000mm桐木2 mm×4 mm×1000mm 桐木2 mm×6 mm×1000 mm桐木4 mm×6 mm×1000mm桐木1 mm×55 mm×1000 mm桐木木材力学性能参考值:顺纹弹性模量1.0×104MPa,顺纹抗拉强度30Mpa。

(2) 502胶水:用于模型结构构件之间的连接。

二、结构选型拱桥桥梁的基本体系之一,建筑历史悠久,外形优美,古今中外名桥遍布各地,在桥梁建筑中占有重要地位。

它适用于大、中、小跨公路或铁路桥,尤宜跨越峡谷,又因其造型美观,也常用于城市、风景区的桥梁建筑。

根据不同的分类标准,可以分为不同的类型。

按拱圈(肋)结构的材料分:有石拱桥(见石桥)、钢拱桥、混凝土拱桥、钢筋混凝土拱桥。

按拱圈(肋)的静力图式分:有无铰拱、双铰拱、三铰拱(见拱)。

前二者属超静定结构,后者为静定结构。

桥梁结构设计大赛计算书

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桥梁结构设计大赛计算书桥梁结构设计大赛计算书大赛名称:桥梁结构设计大赛主办单位:XXX大学桥梁工程学院比赛时间:2022年X月X日比赛地点:XXX大学校园一、比赛背景桥梁是人类交通和基础设施建设中不可或缺的重要组成部分。

为了推动桥梁工程的研究和创新,促进优秀人才的培养,XXX大学桥梁工程学院决定举办桥梁结构设计大赛。

本次大赛旨在通过参赛选手的创新设计和计算能力,提升桥梁结构设计水平,促进桥梁工程的发展。

二、参赛要求与规则1.参赛对象:本次比赛开放给全国范围内的高校本科生和研究生报名参加。

2.作品要求:参赛作品需为原创桥梁结构设计方案,并附有详细的计算书。

作品形式不限,可以是CAD图纸、模型或电子文档。

3.评审标准:评审将综合考虑桥梁结构的创新性、安全性、经济性和可行性。

参赛作品需符合国家桥梁设计规范和相关标准。

4.参赛费用:参赛选手需按规定缴纳报名费用,并提交参赛申请表和相关证明材料。

三、计算书要求与内容1.计算书编写:参赛作品需附有详细的计算书,包括结构设计的计算过程、参数选择、荷载计算、受力分析、构件验算等内容。

2.计算方法:计算书应使用合理的计算方法和软件工具,确保计算准确性和可靠性。

参赛选手需在计算书中说明所采用的计算方法和工具。

3.材料选择:计算书中需详细说明所选用的材料性能参数、强度设计值、安全系数等,并合理选择材料,以确保桥梁结构的强度和稳定性。

4.荷载计算:计算书中需对桥梁结构所受的静载荷、动载荷和温度荷载进行详细计算和分析,确保桥梁结构在各种工况下的安全性能。

5.构件验算:计算书中需对桥梁结构各个构件进行验算,包括钢梁、混凝土梁、桩基等。

验算应满足设计规范的要求,确保构件的强度和稳定性。

四、奖项设置与评选方式1.奖项设置:本次大赛设一、二、三等奖各若干名,并颁发优秀组织奖、最佳创新奖等特别奖项。

2.评选方式:评审团将对参赛作品进行评审和打分,综合考虑结构设计、计算书质量、创新性等因素进行评选。

桥梁设计大赛计算书

桥梁设计大赛计算书

桥梁结构设计理论方案作品名称参赛学校参赛队员、专业名称指导教师大庆市大学生结构创新设计竞赛组委会二○一一年目录1设计说明根据本次大赛要求及所提供材料,本组成员秉承“安全、节省、承载力高、美观”原则,设计此桥梁“步步精心”结构模型。

桥梁以桁架结构为主体,尽量做到受力均匀,拉杆和压杆合理分布。

其中“杆件承载力充分利用和桥身自重轻”为此设计最大亮点。

1.1设计构思在接到比赛要求最初,本组成员经过分析得出“材料本身承载力强、材质轻、只适合粘结”的结论,初步确定以“平面结构,主梁主要承力,桁架结构”为大体思路。

为减轻桥梁自重,我们决定尽量多用拉杆,但在模拟加载过程中,发现此想法难以实现。

遂改用另一种减重方式,即尽量使每根杆都受力均匀,所受最大拉(压)力和最小拉(压)力差值最小。

1.2结构选型在确定“平面结构、主梁主要承力、桁架结构”为大体思路后,设计步骤如下:①根据大赛尺寸要求,初步确定桥梁的跨度、高度和宽度;②根据以往经验和资料分析,设计出桥梁大体模型;③以实际情况为准,提取计算简图;④利用结构力学求解器软件对结构进行模拟加载,计算出各杆所承受轴力及弯矩,以确定桥梁各单元杆件截面尺寸;⑤结合杆件密度,取最优荷重比。

1.3详细计算1.3.1设计资料根据大赛要求,可以确定桥梁跨度L=1300mm,净跨L0=1200mm,桥宽B=185mm,由经验和资料初步确定桥高H=150mm,竖向腹杆间距由比赛小车车轮中心轴距离确定,选为120mm。

1.3.2桥梁形式、尺寸及支撑布置根据上述原则,最终确定桥梁如图1-1,1-2图1-1正视图图1-2俯视图1.3.3基本假定①节点粘结处按照铰接计算;②支座简支;③荷载取为竖直集中静荷载,分别作用在结点和单元上④考虑动荷载影响,计算荷载取为实际荷载1.2倍;⑤忽略桥本身自重,⑥材料材质均匀。

⑦定义杆件单元和结点码,下文提到单元和结点码皆基于此定义图1-41.3.4荷载模拟①桥面板近似为均布荷载q=mg/l0=3×10/1300=0.0125N/mm②一辆小车加砝码P’=120N,考虑动荷载影响P=1.2P’=144N③一辆小车在两榀桁架上荷载分配的原则如图1-5图1-5P1=0.25P=36NP2=0.75P=108N考虑每辆小车轮距,将一辆小车及砝码的荷载简化为两集中力Q1和Q2Q1=0.5P2=18NQ2=0.5P1=54N则桥梁计算简图如图1-6图1-6按照图1-6将计算简图输入结构力学求解器,将集中荷载依次作用在各单元中间位置,得出各杆件所受最大轴力和弯矩值,依次列在附表1-5,再将集中荷载依次作用在各结点位置,同样得出各杆件所受最大轴力和弯矩值,依次列在附表6-9,此数据作为设计最终依据。

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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)修饰在模型完成之后,为了增强其美观性,用砂纸小心翼翼的将杆件表明的毛刺打磨光滑,注意不要破坏结构,以免影响其稳定。

3、设计假定(1)、材质连续,均匀;(2)、梁与索之间结点为铰结;梁与塔柱(撑杆)之间的连接为刚结;撑杆与下部拉条之间为铰结;桥梁支座为连续弹性支座;(3)、桥面和桥梁本身质量以均布荷载作用在整个梁上;加载时,车辆移动荷载以集中力的形式作用在指定的梁上。

(4)、杆件计算时采用结构的计算模式;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、材料的力学性能1、桐木根据试验分析数据,每次试验有三到四组试验数据,剔除无效的数据,采用有效数据的平均值,根据弹性理论计算桐木的弹性模量E。

拉伸试验:(1)2×2木杆:去除第三组偏差较大的数据E1=F×L/(△L×A)=168.714×70/(2×2×2.5307)=1166.67MPaE2=F×L/(△L×A)=178.0272×70/(2×2×2.2598)=1378.65MPaE=(E1+E2)/2=1272.66MPa(2)2×5木杆:E1=F×L/(△L×A)=471.1845×70/(2×5×3.8002)=867.93MPaE2=F×L/(△L×A)=462.1775×70/(2×5×3.8319)=844.29MPaE=(E1+E2)/2=856.11MPa(3)2×10木杆:E1=F×L/(△L×A)=404.9354×110/(2×10×2.713)=820.83MPaE2=F×L/(△L×A)=694.5129×110/(2×10×2.985)=1279.33MPa E3=F×L/(△L×A)=203.97×110/(2.10×1.738)=645.47MPaE=(E1+E2+E3)/3=915.21MPa(4)3×3木杆:E1=F×L/(△L×A)=281,436×70/(3.3,3.581)=611.27MPaE2=F×L/(△L×A)=314.277×70/(3×3×6.4352)=379.84MPaE3=F×L/(△L×A)=299.169×70/(3×3×7.2362)=321.56MPaE=(E1+E2+E3)/3=437.56MPa(5)3×5木杆:去除第三组偏差较大的数据E1=F×L/(△L×A)=515.566×70/(3×5×3.6519)=658.83MPaE2=F×L(△L×A)=1085.104×70/(3×5×7.4596)=676.11MPaE=(E1+E2)/2=667.47MPa(6)4×6木杆:去除第三组偏差较大的数据E1=F×L/(△L×A)=976.335×70/(4×6×4.6522)=608.18MPaE2=F×L/(△L×A)=798.416×70/(4×6×4.7955)=485.60MPaE=(E1+E2)/2=546.89MPa由以上计算数据可以得出,截面越大,计算得到的弹性越小。

这是由于木材内部的缺陷导致的,桐木截面面积越大,截面越对称,所含的缺陷对弹性模量E的影响越小。

因此,我们取弹性模量E=60OMPa。

此外,根据木材的拉伸、压缩试验,压杆试验及弯曲试验的试验结果,我们还可以得出以下结论:①桐木的顺纹抗压强度比抗拉强度低,因此用桐木做拉杆能够更好的利用材料。

②4×6木杆的抗弯强度比抗压强度降低很多.要充分利用材料,使之受拉较好.桐木强度指标的离散性大,变异性强。

由一于内部结构不均匀份致的应力集中所致。

尤其是抗拉强度,因此受拉杆件宜采用较大的安全系数。

在计算桐木的弹性模量时,要充分考虑这个影响因素,选用有效的实验数据。

木在受压时,在某个较小力值范围内会产生很大的变形;当变形到达一定数值时,桐木所能承受的压力急剧增大,但此时变形却很小。

⑤桐木为各向异性材料,顺纹方向与横纹方向受力性能差异较大。

制作中要避免横纹受力。

2、腊线根据试验数据,由公式E=F×L/(△L×A)计算出腊线的弹性模量,在试验数据的取值方面,由于多股腊线由单股腊线人工搓捻而成,因此多股腊线的受拉承载力受人为因素的影响,故在数据的选取中我们取保守值。

计算单股腊线的弹性模量:E=F ×L/(△L ×A)=37.2539×200/(4π×20.7×14.6275)=1323.566MPa ·图表资料(2)双股腊线计算双股腊线的弹性模量:E=F ×L/(△L ×A )=90.905×200/(4π×20.7×21.5295)=2194.309 ·图表资料(3)三股腊线计算三股腊线的弹性模量:E=F ×L/(△L ×A)=114.6968×200/(4π·20.7·18.7512》=3178.822MPa·图表资料(4)四股腊线计算四股腊线的弹性模量:E=F ×L/(△L ×A)=153.4951×200/(4π×20.7×23.6309)=3375.657MPa·图表资料由于以上的计算结果及图表资料得知,由于人工搓绳的不确定性较大.不能保证多股腊线与单股腊线的弹性模量的倍数关系。

因此,腊线的弹性模量:E=1323.566 MPa三、方案立体图四、计算书1、结构选型:我们所设计的桥采用的是空间组合形式,结构以梁承受抗弯,以腹杆承受抗压抗拉。

桁架桥结构应用桐木材料和线索柔性构件抗拉强度高的腊线,结构可以做到结构自重相对较轻,体系的刚度和形状稳定性相对较大,因而可以跨越很大的空间。

同时四棱锥式的设计有避免了结构受侧向力和扭转的影响,并可以使满载时的小车可以顺利通过。

2、荷载分析桥的主要承重为:桥面板和梁本身的重量和车辆移动荷载。

(1)桥面板和梁本身的重量。

桐木材料的平均重量为0.5g/cm平方,考虑乳胶及其他因素,将其扩大至N/M。

桥梁长1660mm,经计算,桥梁自重约为g。

将其设置为均匀荷载,经计算得q=1.3N/m,考虑乳胶及其他因素,将q扩大至q=2N/m(2)车辆移动荷载。

通过做影响线确定梁、腹杆和腊线的最不利荷载位置,进而求出桥面梁和拉索的极限力和弯距。

将小车在车轮与桥面接触点简化成2个集中荷载,同时车辆通过速度可控制,所以在任意时刻可以按静载处理。

这样每条主梁同时受均布力及两个集中荷载。

小车质量=15kg。

经过计算,每个集中荷载为N=73.5N另外在加载时会存在一定的动力效应,及加载时的不均匀性等不利因素的影响,采取在制做时适当加强构件的措施,计算时不予考虑。

3、简化模型4、计算简图由于集中荷载为可动荷载,分四种最不利情况考虑,如图所示:(1)(2)(3)结构设计大赛(桥梁)计算书(4)5、荷载分析轴力(N) 剪力(N)弯矩(N*m)不利位置10.039 36.82 20.92不利位置20.038 29.43 15.39不利位置30.033 22.05 10.56不利位置40.015 7.36 3.02。

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