木桁架计算书

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1、1.设计任务书1.1.参赛要求(1)各参赛队应独立设计、制作模型并完成加载试验，每位参赛者只允许参加一个队。竞赛期间不得任意换人，若有参赛队员因特殊原因退出，则缺人竞赛。(2)每个参赛队只能提交一份正式作品。(3)各参赛队必须在规定时间和地点参加竞赛活动，迟到或缺席者作为自动弃权处理。1.2.方案设计与理论分析要求(1)内容包括：设计说明书和计算书。设计说明书应包括对方案的结构选型进行说明；计算书应包括计算模型、荷载分析、内力分析、承载能力估算等。(2)文本封面（详见附件）要求注明作品名称、参赛班级、指导老师、参赛学生姓名、学号；正文按设计说明书和计算书的顺序编排。除封面外，

2、其余页面均不得出现任何有关参赛班级和个人的信息，否则取消参赛资格。(3)参赛队必须提交方案设计与理论分析文本和电子文本一份，并标明参赛班级和作品名称；同时用A4纸打印一式两份，在规定时间交到竞赛组委会，逾期作自动放弃处理。1.3.设计制作要求(1)在结构设计大赛组委会的安排下进行，组委会提供统一的制作材料，并在规定时间和地点由参赛学生独立制作模型。(2)模型制作材料为小木条、白乳胶、钉子等。不得使用组委会指定以外的其它任何材料，否则，一经查实，将直接取消其参赛资格。(3)模型为桁架结构，净跨为1m，高度不超过250mm，宽度为200mm（一般为2榀相同的平面桁架横向连接而成）

3、，平面桁架可选择三角形、梯形或平行弦等形式。 (4)为保证加载方式与理论分析一致，试验采用两点对称集中加载（两加载点间距为300mm—400mm）第14页，故模型应配备相应的加载板，以便能按设计方式加载，并能在其上放置尺寸约为150mm×150mm的加载物。(5)模型制作完成后，由大赛组委会统一称重备案。1.4.加载步骤及要求(1)各参赛队按抽签顺序进行加载。参赛队员根据事先抽签的结果安放模型，将模型放置在大赛提供的试验台座上。(2)竖向静载试验。参赛队员自行在模型顶部放置的加载板上施加标有不同重量的加载物，试验采用分级加载，每一级荷载的恒载时间不得小于5秒，直至模型破坏，并

4、取破坏前一级荷载值为该模型的极限承载能力。1.5.评审规则及分值根据结构设计与理论分析、模型制作和加载试验三个方面进行评审，总分为100分。(1)方案设计与理论分析（20分）按设计说明书和计算书内容的完整性、准确性评分。(2)模型制作（20分）按模型制作工艺评分。以上2项均在加载前评毕。模型尺寸及材料不符合竞赛要求的，或参赛过程中有其他违规现象的将不进入加载试验阶段。(3)加载试验（60分）其中预估破坏杆件位置和极限荷载占10分，荷重比占50分。按荷重比（F=Q/W）计算出各模型的相对分，其中Q代表模型所承受的最大竖向荷载（N），W代表模型自重（N）；再将F值为最大（记Fma

5、x）的模型定为满分50分，其余模型的分数按（满分×F/Fmax）计算。1.6.备注木材选用红樟松，材料强度设计值按以下数值选用：顺纹抗拉强度ft=8N/mm2第14页顺纹抗压强度fc=10N/mm2顺纹抗剪强度fv=1.4N/mm22.结构计算书2.1.结构设计说明此次“结构（桁架）模型设计”无工程背景，具体要求为：1.模型制作材料为木条（5mm*5mm；5mm*10mm；5mm*20mm），钉子和乳胶。2.模型跨度1000mm，桁架面宽200mm，桁架最高点与最低点距离不得大于250mm。3.桁架为对称结构，平面桁架可选择三角形、梯形或平行弦等形式。4.加载时，采用两点集中

6、加载，加载间距为300mm～400mm。5.预期成果：经过力学分析，制作2榀相同的平面桁架横向连接而成。2.2.结构的选择和内力分析2.2.1.材料的性能分析及假设木条作为此次结构模型设计的材料，是一种易开裂的黏性弹性材料，木条在顺纹时的力学性质是：1.抗拉压性能良好；2抗剪能力差；3抗弯能力一般。将木条成层粘贴可提高其抗拉压性能。但受长细比的限制，多为压杆失稳状态的受力破坏，或为节点局部破坏。实际桁架假设桁架中各杆的内力是与桁架的形状、杆件的布置、外荷载作用位置等因素有关的。实际的桁架各杆之间的连接以及所使用的材料多种多样，它们的实际受力非常复杂，要对它们进行精确地计算很困

7、难。但由于桁架一般都由比较长细的杆件组成，而且承受的荷载大多数通过其它构件传到节点上，这就使得桁架节点的刚性对于杆件内力的影响大大减小，可以忽略。所以在实际工作中，为了简化计算，通常对桁架作如下假设：a.桁架的节点都是光滑的铰接点；b.各杆件的轴力都是沿直线传至并通过铰的中心；c.荷载和支座反力都作用在节点上；d．本计算书每榀桁架荷载计算均采用两点对称集中加载方式。2.2.2.构件力学性能：第14页材料的抗拉压强度明显高于抗剪强度，因此多采用桁架结构代替刚结。上弦皆为压杆，下弦为拉杆，为保障其强度，在其