结构设计大赛设计说明书

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。

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 。

大连市结构设计竞赛设计书

大连市结构设计竞赛设计书大连理工大学第十二届结构设计说明书作品名称龙门吊参赛队员专业名称目录一、概念设计 (2)（一）方案构思 (2)（二）结构选型方案比较 (2)1.设计方案1 (2)2. 设计方案2 (4)3. 设计方案3 (5)（三）最终方案详述 (6)1.整体结构设计............................................................................ (6)2.详细设计 (7)3.设计图纸 (8)二、计算设计............................................. (10)（一）静力分析......................................... ..10 （二）基本假设......................................... ..13 （三）荷载分析. (13)（四）位移分析 (13)（五）承载能力的优化与极大值估算 (15)三、构造设计 (16)四．小结 (18)一、概念设计（一）方案构思本次设计竞赛主要有三个方面的技术要求: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（鞋底线）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，并在赛会中通报。

②模型轮廓尺寸限定模型正立面投影限制在如图1所示阴影范围内；侧立面投影限制在图2所示阴影范围内。

提交模型时，参赛学生应使用赛会的固定装置、模型验收模具进行试安装，以确认模型符合尺寸要求，并取得参赛资格。

此外，为保证能够在模型上表面施加移动荷载，模型的上表面应具备足够的硬度及平整度。

③模型柱脚锚固构造为保证模型能可靠地锚固于加载试验装置台面，制作模型时，严格按照赛会规定限位器的尺寸制作模型柱脚。

（二）结构选型方案比较框架结构是指由梁和柱以刚接结或者铰结相连接构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的荷载。

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。

河南第三届结构设计大赛_参赛方案说明书

“中天杯”河南省第三届结构模型设计大赛计算书代表队名称：海岸星战队学校：队员：指导教师：编号：“中天杯”河南省第三届结构模型设计大赛计算书代表队名称：海岸星战队编号：目录摘要 (1)1 设计说明书 (2)1.1 方案构思 (2)1.2 方案简介 (2)1.3 结构模型方案特点 (3)2 方案图 (4)2.1 结构整体布置图 (4)2.2 主要构件详图 (4)2.3 方案效果图 (5)3 计算书 (6)3.1结构选型 (6)3.1.1 概述 (6)3.1.2 方案选型 (6)3.1.3结构选型 (7)3.2 结构建模及主要计算参数 (8)3.2.1 分析假定 (8)3.2.2 材料参数 (8)3.2.3荷质比估算 (9)3.2.4模型位移分析及杆件分析 (9)4 制作说明 (10)4.1 制作流程 (10)4.2 制作要点 (10)4.3 节点构造 (10)致谢 (12)参考文献 (13)摘要本说明书按照“中天杯”河南省第三届大学生结构模型设计大赛题目中指定的使用材料和要求，结合现行结构及国内外相关比赛模型的特点，借鉴框架杆系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几何元素，注重结构的整体性和稳定性，满足结构大赛大跨度屋盖空间设计要求，平面荷载通过杆件进行传递。

在结构设计方面，充分考虑白卡纸抗拉的力学性能，采用格构式组合构件受压特性，利用对角支撑增加结构空间作用，提高抗侧倾斜能力。

在计算方面，采用有限元MIDAS软件建模并进行分析，根据构件的受力情况沿各杆件变化，充分考虑结构杆件特性，经过计算表明，模型在设计荷载作用下，均能满足强度、刚度、稳定性要求。

关键词：结构设计模型大跨度模型大赛屋盖结构1 设计说明书1.1 方案构思对于结构模型，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白卡纸受力性能特点。

结构设计大赛说明书

2008/10/30周盟杰黄显清王明星赵森周贵阳 | 土木0608 西南科技大学桥梁结构设计大赛结构说明书目录1.桥梁名称2.结构选型3.纸张力学性能简析4.结构简化5.荷载设计6.内力计算6.1轴力计算6.2剪力计算6.3弯矩计算6.4位移计算6.5分析7.构造8.杆件统计（材料表）9.鸣谢10.附1.桥的名称桥名：这儿有座桥！看，这儿有座桥！它褪去了浮华，只为追求最为自然的典朴，就连命名都这样一厢情愿的不加修饰。

修饰本身也许就是对原始美的不尊重，这对于我们这群叛逆的新青年也许办不到，所以我们选择了最为简单的命名—这儿有座桥！从图片上可以看出，此桥的造型典朴、优美。

它的上部采用了中国传统的古典拱形，下部采用了现代的桁架。

它完全是现代与古典的完美结合，整个结构既不失古典的文化底蕴，又不失现代朝气蓬勃的生气。

看！拱形曲线的柔美，悬索的激烈向上，水平杆的舒适和宁静，在桥上得到了最为完美的诠释。

当桥映入观察着眼帘，那一份柔美、那一份激烈、那一份宁静的舒适将上演一场难以忘怀的心灵震撼，给你以无限的视觉冲击。

震撼后，也许你不知所云……对，我们要的就是这种效果，用一种普通的莫名给人最好的享受。

这恐怕也是我们的设计理念。

桥梁，作为现代交通运输重要组成，是经济繁荣的象征之一。

结构稳固是理所当然的，而在外观上有很好的视觉效果，那更是画龙点睛之笔。

就像旧金山的金门大桥，伦敦塔桥，还有我国古代的赵州桥，那些都是结构与美经典，所以注定将成为永恒，被世人铭记。

在设计和制作此桥的时候，我们也特别注意结构稳固和外观和谐，纵使在制作的过程中造成了少量的材料超支，和尺寸误差，但整体上满足设计要求。

桥面下部结构造型是个倒V字，V可以认为是英语victory（胜利）的简写。

这个意义上讲这座桥就像一个眼前的目标，远远望去胜利（V）就在桥下,他会给人一种向他靠近的吸引或诱惑，因为选择他就是选择胜利（V）。

当到达桥上的时候，心中会油然而生一种征服感成就感-------胜利（V）就在脚下。

第五武汉大学结构设计大赛设计书

目录第1章设计思路 (2)1.1设计构思 (2)1.2结构选型 (3)第2章方案图 (4)模型效果图 (4)第3章材料参数的确定 (5)3.1绘图纸的性质 (5)3.2白乳胶的性质 (5)3.3白乳胶的使用及注意事项 (6)第4章计算书 (6)第5章模型制作 (12)5.1制作流程 (12)5.2下料 (12)5.3梁的制作 (13)5.4组装 (13)第1章设计思路本次结构设计大赛即设计一个底部大空间三层建筑结构，而我们的设计作品在建筑外形上为塔式结构，因为塔式结构在长久的时间中被认为是具有更好的抗冲击性能结构。

因此在满足静载作用的前提条件下，塔式结构可以更好的抵抗冲击荷载作用。

竞赛规则要求同时考虑竖向永久荷载和水平冲击荷载这两种荷载，已达到和实际情况接近的目的，使得比赛过程更加贴近生活，让参赛选手对实际工程有了大致的了解，同时可能擦出设计创新灵感的火花。

作为在校大学生这次结构设计大赛给了我们一个难得的锻炼机会，将书本知识用于实践，培养研究和创新精神。

由此，我们在进行底部大空间时以结构设计为主导，兼顾外观，以期达到满意的效果。

1.1设计构思1.1.1选择合理的结构形式形式服从功能，建筑物应适应时代的要求，注重功能，力求发挥和表现结构与材料的美学特点是我们追求的目标。

底部大空间设计方案的选择，很大程度上取决于结构形式的选择，所以，在追求外观和功能的同时，我们着重考虑了结构体系的合理性，经济性和实用性。

结构设计应以“安全，高效”为核心，力求：“创新，经济，便捷，美观”。

选择合理的结构设计形式，使底部大空间不仅可以为各类空间需求，而且受力合理，经济效果较好；同时，具有美学效果，给人以深刻的印象。

1.1.2关于模型设计的若干考虑本次底部大空间设计过程，因为加载方式的确定，并对底部大空间的尺寸有明确的规定，同时应考虑受弯构件的挠度问题和结构在模拟地震荷载作用下的位移，所以在满足强度和稳定的前提下，还应该使受弯构件的挠度和结构的位移满足要求，而不同结构形式在这个方面的特点均不相同，需要一一进行理论和实际的分析和比较。

大连市结构设计竞赛设计书

大连市结构设计竞赛设计书大连理工大学第十二届结构设计说明书作品名称龙门吊参赛队员专业名称目录一、概念设计 (2)（一）方案构思 (2)（二）结构选型方案比较 (2)1.设计方案1 (2)2. 设计方案2 (4)3. 设计方案3 (5)（三）最终方案详述 (6)1.整体结构设计............................................................................ (6)2.详细设计 (7)3.设计图纸 (8)二、计算设计............................................. (10)（一）静力分析......................................... ..10 （二）基本假设......................................... ..13 （三）荷载分析. (13)（四）位移分析 (13)（五）承载能力的优化与极大值估算 (15)三、构造设计 (16)四．小结 (18)一、概念设计（一）方案构思本次设计竞赛主要有三个方面的技术要求: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（鞋底线）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，并在赛会中通报。

②模型轮廓尺寸限定模型正立面投影限制在如图1所示阴影范围内；侧立面投影限制在图2所示阴影范围内。

提交模型时，参赛学生应使用赛会的固定装置、模型验收模具进行试安装，以确认模型符合尺寸要求，并取得参赛资格。

此外，为保证能够在模型上表面施加移动荷载，模型的上表面应具备足够的硬度及平整度。

③模型柱脚锚固构造为保证模型能可靠地锚固于加载试验装置台面，制作模型时，严格按照赛会规定限位器的尺寸制作模型柱脚。

（二）结构选型方案比较框架结构是指由梁和柱以刚接结或者铰结相连接构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的荷载。

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。

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

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。