钢结构厂房模型计算书

2、结构选型

2.1.模型设计

本结构造型为轻式门式钢架，整体造型简约、构件布置合理、立面效果良好，明确地反映了轻式门式钢架的主要构件的组合。

结构根据轻式门式钢架的基本要求，确定合理跨度、柱距和高度以后，以变截面工字钢柱、等截面梁、C型檩条、柱间支撑、屋面支撑、压型钢板、工字型吊车梁以及等截面工字钢的山墙柱共同组成轻式门式钢架。根据实际构件的受力情况，灵活设计杆件的形式及尺寸，结合使用材料卡纸的力学性能，综合设计，形成所成模型。

2.2 作品简图

2.3 模型几何尺寸

材料表

截面尺寸单件长度数量单件质量“W”柱17*7*0.552684*2 4.6

“W”柱27*7*0.552594*2 4.4

“X”柱8*8*0.552832*27.4

上梁110*7*0.554002*27.4

上梁211*7*0.551483*2 2.9

地梁18*7*0.551962*2 3.1

地梁27*6*0.551482*2 2.3

质量总计170.2

注：以上长度单位均为mm，质量单位均为g

要求

模型总高度应267mm, 满足赛题2655mm

2.4制作流程

计算数据 制作杆件制作组合构件拼装结构节点处补胶加工局部结构

3、模型特点

3.1 受力合理的结构选型

“X”站跷的结构选型为桁架，通过每根杆件的连接，有效地使上部荷载较为均匀地传递下来。同时，桁架的受力特点使得结构的杆件基本只受拉或受压，不受弯或所受弯矩很小，从而能充分发挥构件的力学性能。

“X”站跷的外观为两品“W”造型的斜杆，通过五根横梁（三根在上，两根在下）连接，站跷中间安装两根斜放的交叉直杆，呈“X”型。通过对桁架的受力分析，主要的承压杆件为中部的六根斜杆，前端和后端杆件为辅助承压杆件。结构构造简单，杆件长度较小、数量较少、结构质量小，传力明确，侧移刚度沿高度分布均匀，杆件数量较少，柱截面为变截面，利用了竹节的思想，柱子每隔一定间距加入横向肋，增加了柱子的稳定性。仿照竹子有节的天然特征，我们在所有柱中和梁中设置了横向肋，既增强了构件的承载力，又提高了杆件的

稳定性及抗扭能力。

3.2 有效的“X”连接

“W”杆件保证了结构纵向的稳定性，通过在两个“W”之间连接“X”型的交叉杆件，有效地增强了结构横向的稳定性，从而使其在静载加载以及动载加载过程中能够抵抗横向的不利冲击。

3.3增加杆件刚度的措施

“X”站跷的每一根杆件内部都添加了相当数量的隔片，以保证承压的能力；为防止杆件因受压而劈裂破坏，杆件中部也适当地套上了箍筋，从而确保整体结构的整体刚度，避免了杆件的弯曲屈曲和弯扭屈曲。

柱箍筋、隔板布置示意图

在每根柱的内部间隔10mm粘贴隔片，柱的外表面粘贴 0.2mm 竹皮拉条做箍筋。拉接柱和梁，形成刚性连接，同时增强整体性，效果极佳。

梁柱连接构造：采用加腋式梁柱节点，且所有梁在端部切分后和柱可靠连接，提高了梁柱节点连接的可靠性，并实现梁柱节点的刚性连接。具体构造如下图所示：

结构节点示意图

4、受力分析

4.1 材料特性

本次结构模型设计中采用竹材共三种规格1250×430×0.55mm、1250×430×0.35mm、1250×430×0.20mm，均为本色侧压双层复压竹皮。构件之间的连接采用胶水（502 胶）粘结。利用热熔胶，使踏板与结构相粘接。竹材为各向异性材料，力学性能为：顺纹弹性模量1.0×104MPa，顺纹抗拉强度 60MPa。

杆件材料参数

弹性模量E/MPa泊松比μ重度γ/(KN/m3)

E40.2885

4.2 分析假定

(1) 承重结构通过热熔胶固定于踏板下。根据约束情况，在结构分析模型中，结构的节点约束取为理想约束。

(2) 所有结构构件均在弹性范围内工作，即计算时不考虑结构的材料非线性。

4.3 荷载分析

假设人的重量为G=65kg，向下传力方向及大小分别为G/4，G/2，G/4。

中部两根斜撑2和“X”斜撑的单只3分别承担G/2的1/3即G/6。忽略人在行走过程中模型底部结构与地面的摩擦力，假设结构接触地面后速度变为0。

4.4 计算简图

4.5 内力分析