第六届结构设计大赛 设计方案精选.

设计方案
1．命题背景 吊脚楼是我国传统山地民居中的典型形式。

这种建筑依山就势，因地制宜，在今天仍然具有极强的适应性和顽强的生命力。

这些建筑既是我中华民族久远历史文化传承的象征，也是我们的先辈们巧夺天工的聪明智慧和经验技能的充分体现。

重庆地区位于三峡库区，旧式民居中吊脚楼建筑比比皆是。

近年来的工程实践和科学研究表明，这类建筑易于遭受到地震、大雨诱发泥石流、滑坡等地质灾害而发生破坏。

自然灾害是这种建筑的天敌。

相对于地震、火灾等灾害而言，重庆地区由于地形地貌特征的影响，出现泥石流、滑坡等地质灾害的频率更大。

因此，如何提高吊脚楼建筑抵抗这些地质灾害的能力，是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。

2．赛题概述
本次竞赛的题目考虑到可操作性，以质量球模拟泥石流或山体滑坡，撞击一个四层的吊脚楼框架结构模型的一层楼面，如图2.1所示。

四层吊脚楼框架结构模型由参赛各队在规定的时间内现场完成。

模型各层楼面系统承受的竖向荷载由附加配重钢板实现。

主办方提供器材将模型与加载装置连接固定（加载台座倾角均为o 30θ=），并提供统一的测量工具对模型的性能进行测试。

方案：
楼总高1000mm,宽200mm，长200mm，总占地面积40000平方毫米，该结构设计的是梁架结构，运用三角形支撑，十字梁做承受荷载的棚顶和楼地面，撞击点采用*形抗撞结构，并应用工字型制作支柱，这样既轻便又抗撞击，增加了美观性。

因为重庆地区位于三峡库区，旧式民居中吊脚楼建筑比比皆是。

这类建筑易于遭受到地震、大雨诱发泥石流、滑坡等地质灾害而发生破坏。

考虑到这些我们所设计的吊脚楼，必须有抗震，抗大雨诱发的泥石流，滑坡等地质灾害，怎样才能用最节省的材料设计出最结实的吊脚楼呢？我们首先想到的是吊脚楼作为居住的场所，必须能承受住压力，所以设计的时候特别采用三角形支撑结构支撑上楼面，并且再设计过程中增加了三角形制成的稳定性，在楼的支撑的下面增加了竖向支撑，并且更加稳定了柱的抗压能力，一举两得。

上面的三层楼面全部设计的这种结构在这种既轻便又有承受住荷载强度的支撑一直通过了我们的方案。

每层楼高200mm，按比例换算人正好能舒适的在里面生活，从而增加了实用性。

节点部分设计：
节点部分特意想了许多方案，最后采用嵌入式，这种方法有利有弊，但相比较而言这种的利大于弊，弊端是制作的时候很容易出错，但我们组内有一个细心地**同学，心灵手巧的他完全能避免这个弊端，这种嵌入式的利在于它能充分利用材料，并且不需要额外增加加固的杆件，从而减轻了重量，这也是最重要的一点，我们组有一个力学学的很好的**同学，他会很认真的计算出这种方法做出来的节点部分的结构受力状况，应用多厚的材料能使这种嵌入式发挥最大的作用。

撞击部分设计：
撞击部分采用多向支撑分散力的结构，在撞击部位运用上下各四条支撑斜梁，在上下的部分分别把力卸到后面的柱上，因为撞击部位的前两根柱手的拉力比较大，而后面的柱手的压力比较大，这样把前面的柱的力卸到后面的柱上，能使部分力相互成反作用力，从而增加了抗撞击的能力。

在遇到泥石流的情况下不至于扛不住以后源源不断的压力，用四根柱代替以往的两根柱的受力，从而增加了实用性，更加的在抗击灾害方面发挥更显著的作用。

主梁设计：
全主梁均采用工字型结构这样既结实，又方便节点处的处理，在最重要的地方采用最好的方案处理，并使材料发挥最
好的效果。

工程造价方面：建设项目通常为一个综合性工程，但这个吊脚楼却是一个单项工程为一个建设项目，在工程造价编制，工程项目管理，工程验收等方面具有一定的方便性。

费用定额：建安费由直接费用，间接费用，利润，税四部分组成，我要说的是直接费用，我们所设计的吊脚楼，安装方便，能节约人工费用，用料节省，能节约材料费用，机械费用，如果我们所涉及的吊脚楼能被采纳大批量建造，也能节约机械费用，这样在工程预算的时候我们所设计的吊脚楼就具有很好的应用和实用价值。

在后期维修过程中，由于结构相对比较简单，维修费用相对节省，更由于抗灾害能力比较强，维修的周期比较长，更符合现在建筑理念。

我们所设计的吊脚楼简便易施工，施工周期比较短，安全施工费等一系列的建筑工人所需的保险等等的周期比较短，更适合建造。

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