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

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二○一二年四月十一日

目录

摘要--------------------------------------------------2

设计说明书-----------------------------------------------3

1概述-----------------------------------------------3 2

2 方案简介-------------------------------------------3

3 结构模型及方案特点---------------------------------3

4 施工流程-------------------------------------------4

5 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。其造型融入三角形等美学元素，整体造型简单、受力形式较好，符合本次竞赛的设计理念。

结构根据竞赛规程的要求，确定合理跨度和高度以后，以两根横杆为主要受力构件向下传力，再利用斜拉和拱组合受力，增加刚度。根据各个部分的抗弯刚度要求，灵活选用杆的形式，合理布置杆拱的空间角度；再合理布置支撑杆件，用于抵抗荷载传来的水平力分力并减小侧移；综合设计，形成所成模型。

3 结构模型及方案特点

本结构模型的特点有：

（1）、通过结构模型使荷载有效地转化，使得结构的构件基本

只受拉或受压，构件基本不受弯或所受弯矩很小，能充分发挥构件的力学性能。模型的主要由受力构件为两根横杆，四根传力的斜杆，以及上、下部受拉的杆件组成。呈两个类菱形平面布置，中间用横梁，增加结构的整体性。

（2）、斜杆的合理设置。纸材轴向受拉压力学性能较好，受弯性能低劣，故主要利用斜杆把竖向力转化为各部分杆件的压力，充分发挥下部细杆的较高受拉性能。

4 应用前景

本机构模型与细杆拱桥、斜拉桥的形式有很大的相似性，但是直接用于工程实际中还存在一定距离，主要问题是模型主要针对竞赛设计的，只考虑了加载台上的竖向静荷载，没有考虑动载、横向纵向的水平荷载等因素，还需要连接桥面板的细拉索等还需要加设。尽管如此，其设计思想对于实际结构的设计具有重要的意义。由于受力均匀，可充分利用材料；结构也较大，可以设计成大跨度结构；而组合杆件是设计上的一种新的尝试，斜拉、杆拱结构使得结构侧移很小，以及为腹部提供很大的利用空间。

5 施工流程:

计算数据⇨制作杆件⇨制作组合构件⇨拼装梯形结构⇨拼装空间骨架⇨节点处补胶⇨加工局部结构

设计作品图