最新全国大学生结构设计竞赛计算书汇总
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。
(整理)全国大学生结构设计竞赛计算书.
目录1设计说明 (1)2总装配图 (1)3叶片设计及构件图 (2)4塔架设计、构件图及主要连接图 (3)4.1发电塔架设计 (3)4.2 结构几何与材料属性的确定 (5)4.3 塔身构件图 (5)4.4 主要连接图 (6)5水平风荷载计算 (8)6 结构变形计算 (9)6.1 有限元模型的建立 (9)6.2 分析假定 (10)6.3位移计算结果 (10)7结构承载力计算结果 (11)7.1强度验算 (11)7.2稳定性分析（对压弯柱） (12)8模型详图与材料预算 (12)参考文献 (13)1设计说明此次结构设计竞赛模型为定向木结构风力发电塔。
竞赛限定塔身高为800mm，叶轮直径为800mm。
竞赛目的是为了在满足竞赛要求的情况下，通过合理设计叶片形状和数目，使得风力发电机的发电效率最大，同时尽量保证发电塔的塔身结构材料消耗较轻，结构强度和刚度能够满足竞赛要求。
这需要综合运用空气动力学、结构力学和材料力学等相关的力学知识。
从结构刚度要求和节约材料角度出发，发电塔结构选择正三角形截面的格构式结构。
其具有较好的刚度，同时在视觉上，我们也希望以尽量少的杆件形成刚度较好的塔架结构，并通过合理的设计尽量减小杆件的截面尺寸，这样从各个角度观赏结构都具有较好的视觉效果。
我们设计的结构模型效果如图1所示。
图1 结构模型图（斜视图）2总装配图总装配图如图2所示，采用三片叶片，三片叶片之间角度为120度。
叶片与风电塔之间采用风叶连接件进行连接，风叶连接件的外轮廓尺寸为92mm。
图2 总装配图3叶片设计及构件图图3风力发电机测试系统风力发电机的功率和位移测试系统如图3所示。
在风力发电机的发电功率测试系统中，发电机功率采用功率计测量，负载为15欧姆。
风力发电机的效率和叶片对发电机产生的扭矩密切相关，其与电流强度、叶片的动力扭矩成正比。
图4叶片外轮廓图图5 叶片分段截面尺寸风力发电机叶片设计是风力发电机捕捉风能的核心部件，叶片设计的好坏直接决定了风力发电机的发电效率，是整个风力发电机系统最为关键的部分。
结构竞赛计算书
结构竞赛计算书
设计思路
本次竞赛模拟吊脚楼建筑抵挡泥石流、滑坡等地质灾害的情况，要求我们以竹片为材料制作一个吊脚楼模型，抵抗从高处落下的质量球的冲击。
（1）立柱
我们的设计首先由立柱开始，我们综合自己的想象和工程实例以及本次赛题的实际情况，决定采用工字型立柱，其中翼板的方向垂直于小球的前进方向，如图所示
因为本次的模型需要从侧面抵挡来自小球的冲击，所以让翼板的方向垂直于小球冲击的方向，就可使尽可能多的材料承受冲击，提高承载能力。
此外，工字截面杆可在利用较少材料的前提下达到刚度和稳定性的要求。
综上，我们选择了工字型杆作为立柱。
（2）梁
我们决定采用工字型梁，两根梁与柱连接时，其中一根梁与工字柱的槽相接，具体做法是在工字梁的槽中塞入由竹片叠成的小短柱，将一根梁架在短柱上；另一根柱与梁的翼板相接，之后在梁柱连接处加入垫块加
（3） 板
板厚0.05mm ，制作时直接搭在梁上，最后楼层的平面图如图所示
为了保证装机板端头的有效接触面积，我们准备在一层的梁外侧加上一块板，扩大接触面积，并在梁与工字型柱间的缝隙中加入垫块以加固。
材料表
共需要四块1250*430的竹板
第一块板（柱和四根梁）柱1000*132*4 梁215*104*4 第二块板（12根梁）梁215*104*4 + 200*104*8
第三块板（板和加固零件）板240*240*9
第四块板备用和其他零件。
结构设计大赛059北京建筑工程学院计算书
第五届全国大学生结构设计竞赛计算书参赛学校：北京建筑工程学院参赛作品名：竹参赛队员：宋宇张蕊郜珊指导老师：祝磊一．结构选型根据对赛题的理解以及实践经验，初期选定模型形式为框架结构。
这种结构制作简单，自重轻，可以提供更多放置铁块的空间。
但是在模型的制作过程中我们发现这种柔性结构的侧向刚度过小，在地震作用下，结构顶端与底端产生水平相对位移较大。
经过修改，最终选定结构形式为带支撑框架，其通过弹性竹制楼板的变形协调与刚接框架共同工作形成双重抗侧力结构体系。
斜向支撑作为第一道防线，框架作为第二道防线，具有良好的抗震性能和更好的抗侧刚度。
由于加载时地震波的输入方向不确定，故结构平面选型时考虑将两个方向的刚度保持相同，即尽可能保持结构平面纵横方向对称。
此结构可等效视为一悬臂梁，可知应尽量增大柱间距，以使结构获得良好的抗弯性能。
而根据所学知识以及实际制作的经验，可靠的变截面柱计算起来过于繁复，实际制作中也不可能达到理论模型的效能，最后结构的支柱考虑采用管状等截面柱。
二．设计思路1.对于材料特性分析根据对两种主要材料的特性理解，并结合以往经验，将竹材所发挥的作用近似理解为钢筋，而502胶水凝固后可大大提高所依附材料的刚度，而两种材料结合时竹材为502胶水提供了空间发展的平台。
由于502胶强度远高于竹材，不考虑搭接处节点强度。
而对柱间对接，需考虑其连接强度。
因为实际情况过于复杂且没有必要建立理论模型，直接采用构造措施来保证其连接可靠性。
竹材与木材类似，是典型的平面正交异性材料。
据相关研究表明，此类材料的顺纹方向的抗拉强度较横纹方向大30%以上，而此次比赛所提供的竹皮的横纹抗拉强度则更是远小于其顺纹抗拉表现。
因此要充分利用其良好的顺纹的抗拉能力，避免使材料横纹方向受力过大，所以我们对于部分比较重要的楼板采用顺横搭配的组合截面形式，而单层楼板黏贴与其纹路方向垂直的竹条。
对于柱端的加劲构件的制作，为避免其受弯破坏，采取顺纹缠绕（竹皮纹路与筒长方向一致）的方法，如图1所示。
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(桥梁)计算书
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。
结构设计大赛计算书
目录1结构选型 (1)1.1设计背景 (1)1.2设计思路 (2)1.3 结构选型 (2)2结构分析与计算 (3)2.1 荷载分析 (3)2.2内力分析 (5)2.3位移分析 (6)2.4 小结 (7)3. 模型设计 (8)3.1构件几何尺寸及数量 (8)3.2 模型制作工序 (9)4节点构造 (10)4.1支撑节点 (10)4.2梁杆节点 (11)5. 试验分析 (11)5.1实验方法 (11)5.2 试验数据 (12)结论 (12)参考文献 (12)1结构选型1.1设计背景桥梁是这样一种建筑物，它或者跨过惊涛骇浪的汹涌河流，或者在悬崖断壁间横越深渊险谷，但在克服困难、改造了大自然以后，它便利了两岸的往来，又不阻挡山间水上的原有交通。
——茅以升桥的上下结构是用多种材料造成的。
材料的选择及如何剪裁配合，都是设计的任务。
在这里有两个重要条件，一是要使上层建筑适应下面的地基基础，有什么样的基础，就决定什么样的上层建筑，上层建筑又反过来要为巩固基础而服务；一是要把各种不同性质、不同尺寸的材料，很好结合起来，使全座桥梁形成一个整体，没有任何一个孤立“单干”的部分。
纵然上部结构和下部结构各有不同的自由活动，也要步调一致，发挥集体力量。
因此如何提高桥梁上部结构的刚度，提高抗疲劳性是当代工程师们应该想方设法去解决的问题。
本次结构设计竞赛以不等跨桥梁设计为题目具有重大的现实意义和工程针对性。
图1-1 杭州湾跨海大桥1.2设计思路在满足竞赛全部要求的前提下通过较为精确的模拟荷载计算和合理的设计做出优秀的长跨结构模型尽可能利用所给材料使结构具有足够的结构强度、刚度来抵御较大的移动荷载。
因此基于以上设计要求和目的我们可以按照以下几个思路进行设计：1)选择合理的受力结构体系桁架结构体系制作工艺简单、结构传力明显高效、具有较强的刚度和承重性能而且稳定性良好，是一种合理且常采用的结构类型。
斜拉结构体系质量轻盈、结构设计更为简单。
第六届全国大学生结构设计竞赛计算书——广西科技大学(筹)
6 顶层配重及加载计划.....................................................................................20 7 结论.................................................................................................................21 8 参考文献.................................................................................................吊脚楼是渝、湘、鄂、川、黔、桂毗邻地区少数民族普遍使用的一种建筑形式，是 山地建筑特有的城市设计风格，通过吊脚楼处理手法，既解决了山地高差较大的人流组 织，又能减少工程土石方开挖量。吊脚楼多依山就坡而建，顺应山势和河岸坎坡的复杂 地形，最大限度地利用空间，以吊脚之高低来适应地形之变化。但这类建筑易于遭受到 地震、大雨诱发泥石流、滑坡等地质灾害是这种建筑的天敌。本次结构设计竞赛以吊脚 楼建筑抵抗泥石流、滑坡等地质灾害为题目，具有重要的现实意义和工程针对性。
1.1 设计思路...............................................................................................................................................1 1.2 方案演化...............................................................................................................................................3 1.3 最终方案...............................................................................................................................................4
结构设计大赛计算说明书终极完美版 (1)
哈尔滨学院第六届大学生结构设计竞赛高跷结构模型设计理论方案作品序号 08学院名称哈尔滨学院学生姓名姜英豪张凯陈冉冉王闫马明阳指导教师高春1一、高跷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。
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。
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，通过高跷模型的设计和制作，使学生在结构知识运用能力、创造能力、动手能力、团队协作精神等方面得到全面提升。
二、本模型设计的特点说明1：空间斜撑,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木板作为连接板的方案。
通过计算，我们把主要受压构件的自由长度控制在265mm以内，来降低个失稳的可能性。
综合考虑水平加载方式和结构布置特点，我们通过空间斜撑和连接板加强边柱与抗扭较好的中柱之间的连接，以此提高结构抗扭承载力和整体性。
空间斜撑中的另一大亮点就是刻意抬高加厚斜撑形成偏心支撑有利于加强整体稳定性，同时使受力更均匀，更合理。
众所周知，从而保证结构有很好的的承载能力和良好的耗能性能。
我们正是利用这一点措施来增强结构结构抗弯能力。
2：胶水结合薄板的节点固定：试验得出，胶水浸透木条充分干燥后结合木板，抗拉强度大大提高并且可塑成一定形状。
以此我们使用浸胶水缠绕关键节点，使之形成一层外包的硬壳，增强杆件之间的连接。
3：空间构件的合理布置组合提高结构的美观度与现代主义的建筑思想：伟大的建筑大师柯布西耶告诉我们“任何结构形态都具有二重性”。
我们将这一思想赋予到模型中去。
整体来看，首先，竖向承载束管与斜撑相辅相成形成均一个合理均衡的受力整体，也就是结构形态具有受力特性即理性逻辑。
结构设计大赛计算书
一、设计要求竞赛模型为竹质单跨桥梁结构，采用竹质材料制作，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)竹质：用于制作结构构件。
有如下两种规格：竹子规格（单位：mm）材料2 mm×2 mm×1000mm竹子2 mm×4 mm×1000mm 竹子2 mm×6 mm×1000 mm竹子4 mm×6 mm×1000mm竹子1 mm×55 mm×1000 mm竹子竹子力学性能参考值：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。
结构设计竞赛计算书
结构设计竞赛计算书一、引言结构设计竞赛是一项旨在考察参赛者对结构设计原理和方法的理解和应用能力的比赛。
参赛者需要根据给定的设计要求和约束条件，通过计算和分析，设计出具有合理结构和满足强度和稳定性要求的结构方案。
本文将对结构设计竞赛的计算书进行详细介绍和分析。
二、计算书的组成部分1. 引言部分：介绍设计要求和竞赛背景，概述设计目标和方法。
2. 结构载荷计算：根据建筑物的用途和规模，计算并分析结构受力情况，确定荷载作用情况。
3. 结构模型建立：根据受力情况，建立合适的结构模型，包括材料、截面尺寸和连接方式等。
4. 结构分析计算：使用结构分析软件进行计算和分析，得出结构的应力、变形等参数。
5. 结构设计：根据结构分析结果，进行结构设计，包括选择合适的材料、截面尺寸和构件连接方式等。
6. 结构验算：对设计结果进行验算，确保结构的强度和稳定性满足要求。
7. 结构施工图：根据设计结果，绘制结构施工图，包括平面图、剖面图和构造图等。
8. 结构材料清单：列出结构所需的各类材料和数量，供施工方参考9. 结构计算书总结：对设计过程和结果进行总结，强调设计的合理性和可行性。
三、计算书的撰写要求1. 清晰准确：计算书中的计算、分析和设计结果要准确无误，避免歧义或错误信息的出现。
2. 逻辑严谨：计算书的内容要按照一定的逻辑顺序进行组织，确保整体结构清晰、易于阅读。
3. 词汇丰富：在表达时要使用恰当的词汇，丰富文章的表达效果，提高文章的可读性。
4. 段落标题：可以使用恰当的段落和标题，使文章结构清晰，便于读者快速了解和查找相关信息。
5. 规范整洁：计算书的格式要规范整洁，包括字体、字号、行距和段落缩进等，使文章具有良好的可视性。
四、计算书的重要性结构设计竞赛计算书是评判参赛者设计水平和能力的重要依据。
一份完整、准确、合理的计算书能够充分展示参赛者的结构设计思路和方法，体现其专业知识和技能的应用能力。
同时，计算书也是对设计方案进行审查和评估的重要参考文件，有助于发现和纠正设计中的问题和不足，确保结构的安全可靠。
结构设计大赛计算书
结构设计计算说明书
1、结构选型
结构受力明确合理，可以从荷载的传递方式看出：
小车荷载→桥面板→横梁→竖直柱→横梁两端→支座
2、结构模型简化与荷载分析
（1）结构模型简化：
（2）荷载分析：
桥受的荷载主要是：小车和砝码的移动动荷载，此处由于对软件操作不熟悉，将载荷设置为100N的均布载荷，材料选用的是桦木代替比赛所用的桐木，另外软件里备用材料选的是ABS塑料。
2、内力分析计算
以下是用软件Inventor得到的应力分析图。
3、构件的安全系数分析
4、结论
假设在该结构下梁中心处受到均布100N作用时，上面梁受到最大压应力为16.78MPa,实际条件提供为桐木，因此应该和Inventor软件分析的结果类似。
况且考虑到实际情况，不可能
一直承受100N的均布载荷，所以实际承载应该可以满足要求。
第五届全国大学生结构设计竞赛计算书概要
“龙麟杯”第十一届南京工业大学结构设计竞赛暨第五届全国大学生结构设计竞赛选拨赛设计计算书参赛队伍:菁竹之光作品名称:竹光永恒目录一.概述 --------------------------------- 1二.结构选型与建模 ------------------------- 1三.结构设计方案说明 ----------------------- 2四.结构几何与材料属性 --------------------- 5五.结构在静荷载和地震荷载作用下的计算 ----- 5(1恒载作用下内力和位移计算分析----------- 6(2恒载+地震作用下内力和位移计算分析------- 9一.概述此次竞赛模型规定为至少四层房屋结构模型,并且在模型顶部设有水箱。
模型要求总高度为100±0.5 cm,且至少具有四层结构,且每层净高不小于22cm。
模型底面尺寸不大于22cm ×22cm正方形平面,每层规定有效承载面积的范围和总承载面积。
其目的在于满足竞赛模型要求的情况下,应用空间结构力学的知识,设计出材料用量最少,同时能够满足足够的强度和刚度要求,并且能够抵抗模拟水平地震荷载的结构模型。
二.结构选型与建模考虑到结构需加载水平地震波,我们小组选择了框架结构。
因为框架结构空间分隔灵活,自重轻,有利于抗震,节省材料。
又框架结构侧向刚度较小,属柔性结构,在水平加速度的作用下,能够产生较大位移而不发生结构性的破坏,造成梁柱断裂或倒塌等后果。
结构模型效果图根据竞赛要求,加载方向通过抽签决定,所以模型外形采用了中心对称的方式,楼板均为正方形。
为了使重心尽量偏低,设计时在底层加载较多的铁块,并且顶层面积适当缩小。
结构立面图三.结构设计方案说明楼板设计说明:出于中心对称的设计,楼板采用了正方形的几何图形,每层楼板四周分别设置5mm×10mm的梁,嵌入方形柱内部。
因为铁块均匀分布,楼层中央将为压力重心,楼板下层受拉最大,故在楼层中间设置X型的梁,承载铁块分布的重量,并且铁块尽量沿四周分布。
西安建筑科技大学第七届结构设计大赛计算书
西安建筑科技大学第七届结构设计大赛计算书西安建筑科技大学第七届结构设计大赛计算书西安建筑科技大学第七届结构设计大赛计算书竞赛题目：带屋顶水箱的纸质多层房屋结构组名：三建客组号：B120 作品名：望雪楼团队成员：董嘉伟杨鹏朱旭阳一．作品说明根据大赛要求，我们组从经济、简约、稳定等方面出发。
利用白卡纸和白乳胶精心制作了“望雪楼”结构模型。
此结构基本采用刚性连接，但在梁与柱之间采用镶嵌式连法，此结构不仅满足加载及振动要求，而且可以减少横梁和外立面构件的使用。
其次，在制作过程中，我们对长方体柱进行一定程度的扭曲，从而使其有一定的预应力，使结构更为稳固。
设计思路由于模型既要承受竖向荷载，还要受到水平摇晃产生的水平动载，因此就要求模型既要有一定的刚性，并且还要能承受较大的剪力。
综合上述要求，我们组决定用四根长方形柱完全支撑此模型（柱子进行一定程度的扭曲，其产生的预应力能够是柱子更稳固的支撑整个结构）。
结构中设置一定数量的三棱柱状梁辅助稳固模型。
并且梁与柱之间采用镶嵌式连法〈如图B〉使结构不易松垮。
设计原则倡导创新、简约，从经济和整体的角度出发，在保证稳固的前提下尽可冷的减少用料。
结构选型结构采用整体构造截面为正方形的四层梁柱体系。
结构连接方式基本为刚性连接，从而使结构有较强的整体性。
作品特色1. 模型的楼面设计为两层白卡纸中间夹6根三棱柱结构。
经过我们的多次加载试验，此结构不仅可以满足加载的要求，而且可以减少使用外立面构件。
（如图B）2. 模型采用梁与柱镶嵌结构，此结构可以很好地保持结构的整体性。
二．建模方案模型图（B. 单层楼面）（A. 实物图）主要构件及材料表（单位：mm）● 构件主柱：主柱为长方体结构，由两层白卡纸粘贴而成，截面各边边长大约为20mm ,高度为103cm 。
横梁：横梁截面边长为6*8*10的三棱柱。
楼面：有两层白卡纸和6根三棱柱构成。
● 材料白卡纸：用量大约为240g,其力学特点为受拉性能良好，抗裂性能较差，抗弯压能力近似为零。
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2009全国大学生结构设计竞赛计算书目录1设计说明 (1)2总装配图 (2)3叶片设计及构件图 (2)4塔架设计、构件图及主要连接图 (4)4.1发电塔架设计 (4)4.2 结构几何与材料属性的确定 (5)4.3 塔身构件图 (6)4.4 主要连接图 (7)5水平风荷载计算 (9)6 结构变形计算 (10)6.1 有限元模型的建立 (10)6.2 分析假定 (11)6.3位移计算结果 (12)7结构承载力计算结果 (13)7.1强度验算 (13)7.2稳定性分析（对压弯柱） (14)8模型详图与材料预算 (15)参考文献 (16)1设计说明此次结构设计竞赛模型为定向木结构风力发电塔。
竞赛限定塔身高为800mm，叶轮直径为800mm。
竞赛目的是为了在满足竞赛要求的情况下，通过合理设计叶片形状和数目，使得风力发电机的发电效率最大，同时尽量保证发电塔的塔身结构材料消耗较轻，结构强度和刚度能够满足竞赛要求。
这需要综合运用空气动力学、结构力学和材料力学等相关的力学知识。
从结构刚度要求和节约材料角度出发，发电塔结构选择正三角形截面的格构式结构。
其具有较好的刚度，同时在视觉上，我们也希望以尽量少的杆件形成刚度较好的塔架结构，并通过合理的设计尽量减小杆件的截面尺寸，这样从各个角度观赏结构都具有较好的视觉效果。
我们设计的结构模型效果如图1所示。
图1 结构模型图（斜视图）2总装配图总装配图如图2所示，采用三片叶片，三片叶片之间角度为120度。
叶片与风电塔之间采用风叶连接件进行连接，风叶连接件的外轮廓尺寸为92mm。
图2 总装配图3叶片设计及构件图图 3风力发电机测试系统风力发电机的功率和位移测试系统如图3所示。
在风力发电机的发电功率测试系统中，发电机功率采用功率计测量，负载为15欧姆。
风力发电机的效率和叶片对发电机产生的扭矩密切相关，其与电流强度、叶片的动力扭矩成正比。
图4叶片外轮廓图图5 叶片分段截面尺寸风力发电机叶片设计是风力发电机捕捉风能的核心部件，叶片设计的好坏直接决定了风力发电机的发电效率，是整个风力发电机系统最为关键的部分。
根据竞赛中给定的风速条件，本风力发电机的叶片应设计为低速叶片。
叶片设计需要遵循以下几个原则。
叶片面积要适中，不能过大和过小，叶片面积过大则各个叶片相互之间会有干扰，从而影响叶片对电机的扭转力矩；叶片面积过小，则叶片的兜风面积过小，每个叶片对电机的扭矩减小。
叶片的角度要合理，角度过小，风的扭矩不足；角度过大，在转动过程中，空气的阻力也较大。
根据上述原则，设计的叶片构件图如图4-5所示，图4为叶片外轮廓图，图5为叶片分段截面尺寸。
4塔架设计、构件图及主要连接图4.1发电塔架设计根据竞赛要求，塔架截面为正多边形。
风力发电塔结构的主要受水平风荷载作用，如图6所示。
发电塔结构受力近似为悬臂梁结构，其受力特点如图7所示。
在迎风一侧的立柱主要受拉力，在背风一侧的立柱主要承受压力。
基于此，考虑塔架刚度和强度要求，以及风的方向，塔架截面设计为正三角形。
且三角形发电塔的底边要和来流风荷载的方向垂直，同时将一根立柱前置，位于迎风向，受拉为主；另外两根立柱位于背风向，受压为主。
图6 风电塔荷载图7风电塔受力特点图8 结构模型图（立面图）这样使得由于风力发电机选用的叶片面积较大，风荷载较大，将塔架分为5段，每段160mm。
在风荷载作用下，由于风轮扫略面上下部位风速的不均匀分布、叶轮和电机的位置轻微偏心而引起的振动都会导致发电塔架受扭。
应增加塔架截面的抗扭刚度以抵抗该扭转力矩，为此将斜腹杆设计为交叉腹杆，如图8所示。
4.2 结构几何与材料属性的确定根据竞赛给定的木材规格，选择材料其规格、强度、弹性模量如表1所示。
其顺纹抗拉强度、弹性模量作为模型计算时确定材料属性的依据。
表1 材料规格与参数材料规格截面尺寸（mm）抗拉强度 (MPa) 弹性模量E（MPa）W551 50×1，2×2，6×2，6×630 1.0×1044.3 塔身构件图根据对结构的传递路径分析，我们确定了结构各杆件的截面型式与尺寸。
结构顶部横梁①采用矩形截面，高6mm，宽2mm。
其它横梁②采用T形截面，T形截面翼板宽6mm，腹板高4mm，厚1mm。
柱③采用正三角形箱型截面，边长10mm，厚度1mm。
考虑柱子受轴力较大，为增加立柱的稳定性，在柱子中每隔40mm增设一横隔板，横隔板厚度为1mm。
腹杆④采用正三角形箱型截面，边长为5mm，厚度1mm。
腹杆采用T形截面，与②相同。
风力发电塔的顶部正三角形截面边长为100mm，底部边长为200mm，其尺寸和构件如图9-10所示。
图9 塔架尺寸图10 塔架构件图4.4 主要连接图顶部横梁与立柱连接典型结点详图图11顶部斜腹杆与立柱连接典型结点②详图图12 顶部横梁与立柱连接典型结点①详图图13 T形截面斜腹杆交叉连接结点6x2横梁7102 6立柱R4.5R2图14 塔架柱脚安装连接图柱子与塔架安装底板连接如图14所示，叶片与连接件连接节点图15所示。
图15 塔架柱脚安装连接图5水平风荷载计算本风力发电塔承受的主要荷载为水平向的风荷载。
风荷载主要包括两个部分，一个部分是叶片部分的风荷载；另外一部分是塔架结构的风荷载。
经过反复调试，最后本风力发电机选用三片叶片。
每个叶片的面积约为2800mm 2。
对于叶片，风荷载的压强近似计算公式为212p v ρ=(1) 其中，p 为风压，单位为N/m 2；ρ为空气密度，近似取为1.2930kg/m 3；v 为风速，竞赛中给定，三级风速分别为4m/s ，6.8m/s 和9m/s 。
其中比赛中保证在第二级风速下，发电塔的刚度要进行测量，同时保证在第三级风速下结构不倒塌。
叶片的风荷载计算公式为=⨯⨯⨯ (2)P p Aμβ其中，P为叶片风荷载，单位为N；A为叶片面积；μ为叶片体型系数，这里近似取1；β为风振系数，考虑结构刚度较好，风速较低，这里近似取1。
塔架结构的风荷载也可按照公式(2)来计算，体型系数μ可按照建筑结构荷载规范GB50009-2001(2006版)中表7.3.1中项次34塔架类查取。
其中风向考虑为三角形风向④。
挡风系数φ为0.15，查表可得风载体型系数为2.3。
塔架的风振系数可近似取为1。
6 结构变形计算结构承受竖向重力荷载和水平风荷载作用。
竖向荷载主要包括发电机自重、叶片自重和塔架自重。
发电机自重为3700g。
6.1 有限元模型的建立图16有限元模型斜视图根据高耸结构设计规范GBJ-135-90，对于塔架结构，在进行结构内力分析时应按作为空间桁架结构进行计算，但由于本塔架为木结构，节点处连接主要靠胶水进行粘连，按照刚接计算较为合理。
所以本塔架结构在进行内力分析时，采用空间刚架结构进行计算。
且本结构为空间结构，涉及杆件较多，具有多次超静定的特性，通过手工计算难以获得其准确的计算结果。
为此，我们根据确定的结构型式、杆件截面以及材料属性等设计参数，在大型通用有限元分析程序ANSYS中建立结构的分析模型。
分析时，刚架横梁、联梁、立柱以及斜腹杆采用Beam44梁单元，结构的空间三维有限元模型如图16所示，6.2 分析假定（1）风力发电塔结构固定于塔架安装底板上。
发电塔柱底通过螺栓固定，根据其约束情况，在结构分析模型中，三个柱子的柱底节点约束取为理想铰接约束。
（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，但为了提高位移计算结果的精确性，分析时考虑结构的几何非线性影响，即打开大变形效应开关，将NLGEOM设为ON。
（3）根据竞赛试验要求，所施加的荷载工况为：工况1-在第二级风荷载作用下计算结构变形；工况2-在第三级风荷载作用下结构满足承载力要求。
6.3位移计算结果图17 第二级风荷载作用下的水平向(X向)位移云图第二级水平风荷载作用下的水平(X向)位移计算结果如图17所示。
最大水平(X向)位移发生于柱的顶部，最大水平(X向)位移非常小，仅为0.22 mm。
图18 第二级风荷载作用下的水平向(Y向)位移云图第二级水平风荷载作用下作用下的水平(Y向)位移计算结果如图18所示。
由于该方向为风荷载的主要作用方向，因此Y向位移比X向位移大，最大位移为3.50mm，同样发生于柱的顶部，可见结构的受力特性接近于悬臂梁。
此外，根据风荷载的方向，将三角形电塔的底边设置与来流风向垂直，以结构刚度最强方向来抵抗风荷载，是非常合理的。
7结构承载力计算结果7.1强度验算结构在水平第三级荷载作用下的最大应力云图如图19所示，其中结构最大压应力达到-12.25MPa，位于背风一侧的柱子底部。
最大拉应力位于迎风一侧柱子底部，为24.45Mpa。
最大应力都小于木材的抗拉强度，满足强度要求。
图19 第三级风荷载作用下的结构最大应力云图7.2稳定性分析（对压弯柱）稳定性分析参考钢结构稳定分析原理处理 平面内稳定计算公式为：()max 3010.8ty y y xx Ex by y RM f N M f A W N N W ββσηφφγ=++≤==-平面外稳定计算公式为：()3010.8my y y tx xbx x y Ex RM f N M f A W W N N ββσηφφγ=++≤==-根据上述公式，对受压状态下的各构件进行了验算，皆满足要求。
8模型详图与材料预算根据结构设计方案，考虑到加工要求，根计算数提供结构杆件的详图与下料统计预算表如下所示。
结构的整体图与节点详图如前面的图20中所示。
62横梁①采用矩形截面1416横梁②采用T 形截面1XY ZNOV 23 200910:04:51VOLUMES TYPE NUM柱③截面详图腹杆④截面详图图20 杆件详图参考文献1.GB50009-2006建筑结构荷载规范[S]2.高耸结构设计规范GBJ135—903.郭新生.风能利用技术.化学工业出版社.。