结构设计大赛计算书

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1、结构设计大赛计算书湖南省第四届大学生结构设计大赛计算书参赛学校：长沙理工大学作品名称：比萨参赛队伍：砼参赛队员：吕昕睿易君健黄明凯指导老师：付果21/21结构设计大赛计算书21/21结构设计大赛计算书目录一、概述3二、设计说明31.方案构思32.结构选型32.1结构外形42.2材料截面选择42.3节点设计43.结构特色5三、方案设计51.设计基本假定52.结构三视图53.模型结构图74.节点详图8四、结构设计计算101.静力分析1021/21结构设计大赛计算书2.内力分析113.位移计算124.结构分析总结1421/21

2、结构设计大赛计算书一、概述结构在施工过程中的受力状态与结构在施工完成后正常使用过程中的受力状态是不完全一样的，甚至差异会比较大。有些情况下，设计人员只针对后者进行相应的设计，前者被一定程度的忽视了，从而造成事故，或者事故隐患。因此结构在施工过程中的状态及其响应必须得到工程师的重视，要求施工过程安全可控，建成后的结构内力和线型分布满足设计，同时也提倡设计时尽量考虑可能的施工过程影响二、设计说明1.方案构思根据竞赛规则要求，我们从模型制作材料的抗压特性，抗拉特性，加载形式和静力加载大小要求等方面出发，采用比赛提供的2mm厚，

3、5mm厚竹条以及502胶和0.5mm厚竹皮设计制作了“比萨”结构模型，该模型为三角桁架体系结构，呈现出轻盈、简约的几何美。我们的设计理念是“人与自然的简单和谐之美”模型主要承受水平拉力，及拉力对整个结构造成的弯矩，竖直静荷载较容易满足。正视图采用等腰梯形结构。侧视图采用梯形结构，前后面整体向后倾斜。用竖直方向上的荷载来平衡部分结构所受的横向拉力，以此来增大整个体系所受横向荷载的能力。2.结构选型由于梯形具有较强的稳定性，而且在平面上容易找平，我们选择梯形为主体结构框架。而且梯形结构可以减少材料用量，减轻模型重量，提高模型

4、的承重比。21/21结构设计大赛计算书2.1结构外形结构上平面投影为为600mm*300mm的矩形，上表面为360mm*190mm矩形。侧面为高为900mm的梯形，整个侧面采用平面桁架结构加强体系的稳定性和抗压能力和而且布有拉条来增强侧面的抗扭能力。前后两个正面布有拉条和压杆来增强前后面的抗扭能力。顶面布有横向斜杆，通过斜杆来将横向的拉力传给整个体系，使整个结构受力均匀。同时顶面，和每层层面均布有拉条，来增强顶面和个层面的抗扭能力的2.2材料截面选择前面两根受压的柱子，靠近受拉一侧采用两根1.5cm宽的5mm厚竹条；另一

5、侧采用一根1.5cm宽的5mm厚竹条一根1.5cm宽的2mm厚竹条。后面两根主要受拉承受竖向荷载的柱子，靠近受拉一侧的采用两根1cm宽的5mm厚竹条；另一边则采用一根1cm宽的5mm厚竹片和一根1cm宽的2mm厚竹条。所有的横梁均为2/3宽的5mm厚杆，斜杆为1/3厚5mm厚杆，拉条为1cm宽。每个楼层层面的竹皮都可以来增加结构的抗扭能力。2.3节点设计主体框架结构相交的节点由于杆的倾斜在加静载时会引起较大的剪力，在连接时用竹粉填充密实，再用水平短竹片相连使竹片在下面顶住节点上部斜梁，在加载处节点贴上薄竹片来增大接触面积

6、，从而来增大节点强度，增强结点的抗扭能力。整个结构体系，支座处的剪力和扭矩最大，因而支座采用四层的竹片相夹来增大接触面积，同时在连接处的空隙洒满竹粉，来增强支座的整体性。21/21结构设计大赛计算书3.结构特色我们摒弃了普通的梯形结构，结构整体向后倾斜，从而平衡掉部分的横向荷载，增加整个结构承受横向荷载的能力。每层的楼面不仅仅是装饰，还可以提供横向的拉力，增强结构的抗扭能力和整体性。三、方案设计1.设计基本假定（1）竹片材质连续均匀。（2）节点按绞节点计算，支座为固定支座。（3）杆件计算时采用钢结构计算模式。根据以上假定

7、通过结构力学求解器软件建立计算模型，所得的内力和位移作为构件设计的依据。21/21结构设计大赛计算书2.结构三视图俯视图正视图21/21结构设计大赛计算书左侧视图右侧视图21/21结构设计大赛计算书3.模型结构图21/21结构设计大赛计算书4.节点详图在楼面下方布拉条增强楼面抗扭能力21/21结构设计大赛计算书顶面布置斜杆，来将拉力均匀传到另一个侧面支座采用多层竹条相粘，来增大接触面积21/21结构设计大赛计算书侧面采用T型杆来增强抗压能力21/21结构设计大赛计算书横梁顶端在柱子上黏贴竹块来增大横梁与柱子的接触面积21

8、/21结构设计大赛计算书四、结构设计计算根据本次比赛的加载规则，荷载为竖向静载荷，和水平方向静荷载。考虑到结构尺寸所能承受荷载的能力，需对本结构进行受力分析，在进行荷载分析时将竖直静载简化为集中荷载，横向简化为节点荷载，通过计算来对相对薄弱部分作相应的加固，使得材料得到充分合理的利用。1.静力分析结构顶部中部和底部分