结构设计竞赛 桥梁承重模型设计任务书

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桥梁结构课程设计方案任务书

桥梁结构课程设计方案任务书

2009级土木工程专业<路桥方向)皖西学院桥梁工程课程设计任务书皖西学院建工学院土木工程教研室二〇一二零年五月二十日简支T型钢筋混凝土桥梁设计本课程设计目的1、掌握一般影响桥梁的设计因素,会通过工程造价等因素确定最佳桥梁方案,并能根据相应桥梁类型布置构造措施。

2、能够根据设计资料对桥梁上部结构及下部结构等进行结构设计计算。

1简支T型梁桥设计资料1.1 桥梁跨径及桥梁其他资料设计最大单孔跨径:10~50m<具体各小组参考选择)桥梁全长:100m计算跨径:选择计算确定桥面净空:净—7.0+2×1m<根据学号选定)1.2设计荷载车辆双向行使,也即按双车道荷载设计,公路Ⅱ级.人群荷载取3KN/m2.每侧的栏杆及人行道构件的重力为6kN/m.主梁和横隔梁、沥青混凝土面层、混凝土垫层的重度为25kN/m3、23kN/m3、24kN/m3。

1.3 材料及工艺混凝土:主梁用C30~C45。

钢筋采用HRB400级钢筋,箍筋拟采用R235级钢筋。

受力筋抗拉压强度标准值,抗拉强度设计值,公称直径25mm。

箍筋抗拉压强度标准值,抗拉强度设计值,公称直径25mm。

混凝土:主梁若采用C30(其它参照“公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范”>,抗压强度标准值,抗压强度设计值;抗拉强度标准值,抗拉强度设计值。

2 设计依据交通部颁发《公路桥涵设计通用规范》<JTJ D60-2004)、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》<JTG D62—2004),简称“公预规”。

按钢筋混凝土构件设计此梁。

3 施工方法采用现场预制,现场吊装,并考虑吊装的安全。

4横截面布置4.1 主梁间距与主梁片数主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济,而本设计考虑实际所需桥面宽度。

主梁间距采用160cm~200cm。

横隔梁尺寸宽度取25cm,面板尺寸具体可参考下面详图<用其它主梁间距者具体自已初拟):图一主梁设计样式参考图4.2试根据上述给定资料进行下述简支钢筋混凝土梁桥的设计:1、应用杠杆原理法及修正偏心压力法进行各梁横向分布系数计算。

结构模型设计大赛设计书

结构模型设计大赛设计书

第二届三峡大学结构模型设计竞赛设计方案作品名称:玉宇亭参赛队员:王飞宇、梁晓婷、胡玉1.设计构思1.1 竞赛赛题分析1.本次竞赛要求制作带屋顶水箱的竹质材料多层房屋结构,模型包括小振动台系统、上部多层结构模型和屋顶水箱三个部分。

2.模型的各层楼面系统承受的荷载由附加铁块实现。

水箱通过热熔胶固定于屋顶,多层结构模型通过螺栓和竹质底板固定于振动台上。

模型试验仅在单一水平向施加地震作用。

试验时模型放置方向由参赛者自行确定。

3.本次竞赛采用振动台单方向加载,通过输入实测地震动数据模拟实际地震作用。

4模型总高度应为75cm,允许误差为±10mm。

模型底面尺寸不得超过22cm×22cm的正方形平面,即整个模型需放置于该指定平面范围内,模型必须3个楼层,底板视为模型第一层楼板。

每个楼层层高25 cm,允许误差为±5mm。

楼层各层空间应满足使用功能要求。

在模型内部,楼层之间不能设置任何横向及空间斜向构件。

5.材料:竹材,用于制作结构构件。

有如下二种规格:编号竹材规格款式单张重量(g)11250×430×0.35mm 本色侧压双层复压竹皮1862 1250×430×本色侧压单层复压竹1080.20mm 皮竹材力学性能参考值:弹性模量1.0×104MPa,抗拉强度60MPa。

热熔胶、模型底板、砂纸等。

1.2模型设计思路我们以概念设计辅助计算设计为基础,从设计开始,把握好能量输入、建筑体型,结构体系、刚度分布、构件延性等主要方面,从根本上消除建筑中的抗震薄弱环节,再辅以必要的计算和构造措施,可以设计出具有良好抗震性能和足够可靠度的建筑。

1.模型主要承受竖直荷载和较大的水平动载,竖直荷载要求模型有较强的抗压性能,水平动载对结构的刚度要求较高,同时要求结构有较强的抗剪能力。

按设计要求,在楼面承受荷载情况下外加较大的水平动力荷载,因此,我们选择了整体构造截面为矩形的框架结构,并且利用箱型梁与正方形。

第十届结构设计竞赛细则(桥梁承重组)

第十届结构设计竞赛细则(桥梁承重组)

第⼗届结构设计竞赛细则(桥梁承重组)“交⼤⼟⽊设计公司杯”西南交通⼤学第⼗届⼤学⽣结构设计竞赛细则(桥梁承重组)1.竞赛题⽬两跨连续桥梁结构模型设计与制作2.竞赛内容竞赛内容包括:理论⽅案设计、结构模型制作、作品介绍与答辩、模型加载试验。

3.竞赛要求3.1报名参赛3.1.1 参赛者为全⽇制在校本科⽣。

每个参赛队由3名学⽣组成,提倡参赛学⽣跨专业组队。

每位参赛者只允许参加⼀个参赛队,各参赛队应独⽴设计、制作。

3.1.2 每个参赛队只能提交⼀份作品,并给作品命名。

3.1.3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。

竞赛期间不得任意换⼈,若有参赛队员因特殊原因退出,则视为⾃动退赛。

3.2理论⽅案3.2.1 理论⽅案的内容应包括:设计说明书、⽅案图和计算书。

设计说明书应包括对⽅案的构思、造型和结构体系及其他特⾊⽅⾯的说明;⽅案图应包括结构整体布置图、主要构件详图和⽅案效果图;计算书应包括结构选型、计算简图、荷载分析、内⼒分析等。

3.2.2理论⽅案封⾯必须注明作品名称、参赛专业、参赛队员姓名;正⽂按设计说明书、⽅案图和计算书的顺序编排。

3.2.3 理论⽅案要求⽤A4纸单⾯打印,⼀式五份于规定时间内提交⾄竞赛组委会,逾期作⾃动弃权处理。

3.3设计制作3.3.1 制作材料组委会将统⼀提供桐⽊(薄板、细条)、铅发丝线和乳⽩胶三种材料,各参赛队设计、制作模型仅限于使⽤以上材料,且允许对所给材料进⾏适当加⼯、组合。

3.3.2 模型重量结构模型的总重量不超过500克,超过者不能参加⽐赛。

3.3.3 模型尺⼨模型的纵桥向长度要求在区间(1150,1190)mm范围内,纵桥向宽度要求在(200,250)mm范围内,模型具体长度尺⼨拟定请参考实验平台⽰意图。

模型最⾼点与最低点之间垂直距离不得超过400mm,桥⾯以下结构⾼度不得超过100mm;中⽀座上主体结构截⾯⾼度不低于30mm。

3.3.4 模型桥⾯(1)模型需设置相应桥⾯构造,⽤于移动⼩车加载。

4 白卡纸材料桥梁结构设计竞赛计算书

4 白卡纸材料桥梁结构设计竞赛计算书
为了达到传力途径的简捷,受力的合理,各种结构体系都是由构件按一定的规律组成 的。第一,整体形式的初步构思:建立基本功能目标并转化为总体场地规划、活动组织方 案和外形布置。第二,按总结构体系对建筑形式总体构思:构思主要结构方案和分体系相 互关系要求。
在整体形象给人们强烈视觉冲击和震撼的同时,理性技术的表现也不逊色。整体结构 合起来看,她就想一艘航船,在风暴中前行,展现其优良的性能,清晰地体现了力与美的 完美结合。
2.袁海庆.材料力学[M].武汉:武汉工业大学出版社,2004
-6-
3.2 内力分析
3.2.1 结构正投影简化计算分析 通过计算把结构正面投影简化,在结构上加大小为 10KG 荷载,在结点 i,l.j,k 分别作用 100N 的竖直向下的集中力,得出如下轴力图。
结构正投影简化计算轴力图 本方案结构为桁架结构,各杆件弯矩剪力为 0。 3.2.2 各杆内力分析 在正投影简化结构 i,l,j,k 结点作用 25N 的力,得出其轴力图,再利用空间力系投影原来把 轴力具体分配到各杆。通过计算得出表一,具体计算过程略。
结点处,所有杆件做圆柱体,充分发挥各构件空间协同工作性能,并与胶水连接,防止结 点破坏。
2.3 设计方案图
结构正投影图
结构概念图 红色代表受拉 绿色代表受压
-1-
3. 计算书
为了更好的了解和掌握实际模型的受力特征,我们应用结构力学求解器(SM Solver 2.0.0)对其进行了结构受力分析。
3.1 计算假定
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(3-3)
Fcr=3.14^2EI/(L^2)
(3-4)
1、E 为弹性模量 1400N/mm^2
2、Iz 为极惯性距
3、a 为管壁厚度
4、R 为管得直径

结构设计大赛桥梁模型

结构设计大赛桥梁模型

结构设计大赛桥梁模型【原创实用版】目录1.桥梁结构设计大赛的概述2.桥梁模型的种类3.桥梁结构设计所需的理论知识和计算软件4.桥梁模型设计的注意事项5.参赛者的心得和建议正文一、桥梁结构设计大赛的概述桥梁结构设计大赛是一项针对桥梁工程领域的专业性比赛,旨在激发学生对桥梁工程技术的兴趣和热情,提高学生的创新能力和实际操作能力。

参赛者需要设计出一款具有一定创新性和实用性的桥梁模型,并进行结构分析、计算和优化。

二、桥梁模型的种类桥梁模型根据不同的设计要求和实际应用场景,可以分为以下几种类型:1.悬索桥模型:悬索桥是以悬索为主要承重结构的桥梁,其结构特点是跨度大、自重轻、造型美观。

2.梁式桥模型:梁式桥是以梁为主要承重结构的桥梁,其结构特点是简单、施工方便、适应性强。

3.拱式桥模型:拱式桥是以拱圈为主要承重结构的桥梁,其结构特点是跨度大、弧形美观、抗风能力强。

4.斜拉桥模型:斜拉桥是以斜拉索为主要承重结构的桥梁,其结构特点是跨度大、造型独特、施工难度大。

三、桥梁结构设计所需的理论知识和计算软件1.理论知识:桥梁结构设计需要运用理论力学、结构力学和材料力学等专业知识。

这些知识可以帮助参赛者分析桥梁模型的受力情况、计算桥梁的荷载能力和优化桥梁结构。

2.计算软件:在桥梁结构设计过程中,常用的计算软件有 ANSYS、ABAQUS 等。

这些软件可以模拟桥梁模型的受力分析、计算桥梁的挠度、应力、应变等参数,为桥梁结构设计提供科学依据。

四、桥梁模型设计的注意事项1.确保桥梁模型的稳定性:桥梁模型在设计过程中,应确保其具有足够的稳定性,避免在实际应用中出现倾覆等安全问题。

2.考虑桥梁模型的经济性:在满足安全性能的前提下,应尽量降低桥梁模型的造价,提高其经济性。

3.注重桥梁模型的美观性:桥梁模型在设计过程中,应充分考虑其美观性,使其在实际应用中具有较高的观赏价值。

五、参赛者的心得和建议1.参赛者在参加桥梁结构设计大赛时,应充分了解比赛规则和要求,确保自己的设计方案符合比赛要求。

桥梁模型设计计算书

桥梁模型设计计算书

桥梁模型设计计算书1.方案的设计思路由于结构主要承受竖向力,所以结构选型主要在于正面的形状。

平纵联和横联只用于提供侧向支撑,减小主桁长细比,而且形成空间效应,共同作用,提高抗扭刚度,具体计算需要空间有限元计算。

1.1考虑桥的正面形状由所学结构力学知识:常见梁式桁架主要有平行弦桁架、抛物线型桁架和三角形桁架。

比较得:1)平行弦桁架的内力分布不均匀,弦杆内力向跨中递增,若没一节间改变截面,则增加拼接困难;若采用相同截面,有浪费材料。

2)三角形桁架的内力分布也不均匀,弦杆内力两端最大,且端接点处夹角甚小,构造布置较困难。

3)抛物线型桁架的内力分布均匀,因而在材料使用上最为经济。

总的而言,我们组选择做正面为抛物线型桁架的桥模。

1.2考虑木杆受拉和受压强度木材的顺纹抗拉强度,是指木材沿纹理方向承受拉力荷载的最大能力。

木材的顺纹抗拉强度较大,各种木材平均约为117.7-147.1MPa,为顺纹抗压强度的2-3倍。

这是木材受拉的优点——强度大。

一般而言竖向载荷下,上弦杆受压,下弦杆受拉,腹杆则较复杂,或拉或压。

所以,我们考虑让斜腹杆受拉。

1.3考虑桁架的主跨数四跨桁架如下图:经初步分析和计算,杆件长度较长,稳定性较差;受力并不是很均匀材料利用率低,并且并不是很美观。

所以我们小组选择6跨桁架,能较好的满足各方面的条件。

有以下几种方案:主选方案方案1方案2方案3分别标记为主选方案(因为斜腹杆受拉)和备选方案1,2,31.4考虑桁架的高度从而确定各杆件的尺寸在材料用量方面,当跨度一定时(500mm),桁高越大,弦杆受力越小,弦杆用材量就少,但腹杆较长,腹杆用材量较大;反之,当桁高减小时,弦杆用木量增加但腹杆用木量增大。

查阅资料表明,用量最少的梁高约为其跨度的1/6~2/13。

这里我组自己建模,进行了最优化设计。

除考虑材料因素外,还需考虑桁架的受力条件。

现需要从承载力上来考虑桁架的最适高度上下弦杆的内力较大,腹杆的内力相比而言较小。

桥梁毕业设计任务书

桥梁毕业设计任务书

桥梁毕业设计任务书任务书一、选题背景桥梁是连接人们的重要交通网络,也是城市建设中不可或缺的部分。

近年来,随着城市化进程的加速,桥梁建设的需求也随之增加。

然而,各地的桥梁建设水平和设计质量却存在较大差异,因此,有必要对桥梁建设进行更为深入的研究和探讨,提高桥梁建设的水平和质量。

二、课题目的本毕业设计的目的是通过对某一桥梁的研究和设计,了解现有桥梁建设的情况,探索桥梁建设中存在的问题和解决方案,并提出相应的改进和优化建议,从而促进桥梁建设水平和设计质量的提高。

三、研究内容及任务本毕业设计的研究内容为某一具体的桥梁,具体任务如下:1.对该桥梁的现状进行调查和分析,包括结构、材料、施工工艺、设计标准等方面的内容,并撰写调查报告。

2.对该桥梁的设计方案进行分析和评价,包括设计参数、承载能力、抗震能力、防护措施等方面,对存在的问题进行归纳总结。

3.根据现有设计参数和需求,对该桥梁进行重新设计,包括结构、材料、施工工艺、设计标准等方面的内容,并进行详细的设计计算。

4.根据重新设计的方案,制作桥梁的三维模型和施工图纸,并进行优化和改进。

5.根据重新设计的方案,对该桥梁的经济效益进行评估,并撰写研究报告。

四、研究要求1.设计方案要符合国家相关标准和规范。

2.设计计算要严谨、精确,计算过程要详细记录。

3.制作的三维模型和施工图纸要清晰、准确,符合要求。

4.研究报告要结构合理、表述清楚,图表要清晰、美观。

五、参考文献[1] 《公路桥梁设计规范》[2] 桥梁结构与设计[3] 桥梁设计手册[4] 结构力学[5] 桥梁施工技术六、任务时间与进度安排任务时间:2019年12月至2020年5月任务进度安排:1.2019年12月-2020年1月:调查分析现有桥梁的情况,撰写调查报告。

2.2020年1月-2020年3月:分析已有设计方案,对存在的问题进行归纳总结,重新确定设计方案并进行详细计算。

3.2020年3月-2020年4月:制作桥梁的三维模型和施工图纸,并进行优化和改进。

桥梁设计任务书及详细设计过程

桥梁设计任务书及详细设计过程

目录桥梁工程课程式设计任务书 (1)第1章设计资料与结构布置 (3)1。

1 设计资料 (3)1.2 结构布置 (3)1.3 设计概述 (6)第2章主梁内力计算 (7)2.1 恒载内力计算 (7)2。

2 汽车、人群荷载产生内力计算 (9)2.3 主梁内力组合 (9)第3章主梁配筋设计 (21)3.1 跨中正截面强度计算 (21)3。

2 斜截面承载力剪力筋设计 (23)3。

3 全梁承载力校核 (26)3。

4 裂缝验算 (29)3.5变形验算 (29)桥梁工程课程设计任务书一、课程设计题目钢筋混凝土简支T梁桥主梁设计二、课程设计目的桥梁工程课程设计是桥梁设计的入门,通过设计进一步巩固钢筋混凝土基本原理的主要理论知识,是学生掌握桥梁的设计原理和各种体系桥梁的受力特点,同时重点掌握结构计算基本理论.结合课程设计与习题加深对桥梁工程课堂理论教学内容的理解。

培养学生的动手能力。

三、基本要求1掌握钢筋混凝土桥梁结构的设计原理、步骤,结构构造和设计计算方法。

2熟悉并掌握桥梁工程现行规范运用。

3通过本课程的学习,具有设计一般桥梁结构的能力。

四、基本资料标准跨径、桥面净宽、荷载等级、主梁及横隔梁数目(按照自己的数据填写)五、基本内容1、提供钢筋混凝土简支T形梁桥设计计算书一份,基本内容如下:(1)拟定桥面铺装、主梁截面尺寸及各部分尺寸(2)主梁内力计算(3)配筋设计与各种验算2、完成下列图纸绘制(1)桥梁一般布置图(2)主梁一般构造图(3)主梁钢筋布置图六、课程设计依据1《铁路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)2《铁路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)3《铁路砖石及混凝土桥涵设计规范》4《铁路桥梁荷载横向分布计算》七、要求1.熟读规范、标准,理论联系实际;2.手工与计算机绘图相结合,至少一张手工图,均采用3号图纸;说明书用A4纸,打印.3.独立完成设计。

桥梁工程课程设计文件撰写要求一、顺序要求(按照模板)封面目录任务书正文二、字体及字号要求正文用五号宋体;行距为1.2倍第1章设计资料与结构布置1.1设计资料1。

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西南交通大学第十三届结构设计竞赛桥梁承重B组设计理论方案作品名称梦之星参赛编号B45组长姓名/ 班级/ 学号/队员姓名/ 班级/ 学号/队员姓名/ 班级/ 学号/组长电话/西南交通大学第十三届结构设计竞赛组委会二〇一三年摘要桥梁建筑的设计讲究造型美观、受力合理、节省材料、承载力大、制作精细。

作为一个土木学子,我深深震撼于桥梁结构设计的魅力,我将通过亲身的经历来践行桥梁设计的创意与特色,体验一次工程师的波澜壮阔之旅。

本次设计的“堑道”,基于钢架桥的思想,充分利用了材料的抗压和抗拉特性,运用结构力学和ANASYS软件等手段,优化杆件的布设和连接,得到了整体性和韧性都比较强的三跨连续桁架桥。

采用正三角形的侧边叠接,斜杆与横杆沿面延伸方向铰接,增加了杆件的受弯刚度;节点的处理采用齿状咬合并用AB胶强力粘附,受压杆耦合嵌入纵向拉杆中,增加了整体的稳定性。

削弱桥面,减轻了重量;支座处加大杆件厚度,充分传力。

我们通过计算和软件分析了结构的受力,验证了桥在10-15kg的重量下的稳定性,得到了可靠的结果。

并在薄弱的环节进行了锚固与加粗,最后用砂纸将突出的部分打磨光滑,增加了结构的美观。

一次实践,终身受益,小试牛刀,我们倍感信心。

关键词模型选型荷重比节点处理目录一、设计说明书..............................................................1 方案构思 (1)1.1作品名 (1)1.2造型 (1)2 结构选型 (1)2.1设计准则 (1)2.2整体选型 (2)3 材料试验 (2)4 结构设计 (3)4.1结构整体布置图 (3)4.2构件尺寸详细设计 (3)4.3构造(节点)设计图 (4)4.4 模型三维效果图 (5)5 特色处理 (5)6 制作工艺 (5)二、模型计算书 (6)7 计算模型 (6)7.1模型简化 (6)7.2荷载模拟 (6)8 内力分析 (6)9 构件验算 (9)9.1材料参数 (9)9 承载力估算 (9)参考文献 (9)一、设计说明书1 方案构思首先分析材料的特性,PVC材料具有较强的抗拉抗压性能,但极易脆断,因此应尽量减少结构的应力集中和尺寸突变。

同时,PVC材料易于加工,基于钢桁架的启发,我们可以设计成抗拉抗压型的桁架桥。

桁架尽量精短,防止动载作用时脆断。

而要结构均匀受力,就必须要求结构具有高度的对称性,我们从正三角形受力特征出发,采用完全一致的正三角压杆,并增加其承重能力。

为了减轻结构的重量,拉杆设计细长,压杆粗大(防止失稳),利用主梁受弯,腹杆受压,横杆受拉的方式传力。

1.1作品名作品的名称为“梦之星”,包含两层含义。

第一是梦想和希望,梦是我们心中的梦想,象征着我们对梦想的执着地追求,同时上升到集体,又是大家共同的梦想:通往幸福和平共产主义大道,是我们的青春梦,是青春梦托起的中国梦。

第二,星象征凝聚和闪烁,是我们三人行辛勤汗水的象征,表示我们的团结和精诚合作,是我们付出的体现。

1.2造型桥梁之美,在于造型。

拱桥易于抗压,悬索和斜拉桥在于桥台和绳索的张拉;基于材料较高的抗拉和抗压性能,我们选择了设计桁架桥。

PVC板易于加工成桁架杆,模仿钢桥的设计思路,用三跨完全对称的正三角形桁架进行连接,支座处用梯形进行搭接;耦合和嵌入使节点看上去毫无矫揉造作之嫌,然后用砂纸打磨成白色,显得结实又美观。

2 结构选型2.1设计准则首先,设计的作品应该满足比赛的要求,即跨度、净空、宽度及是否铺设桥面。

其次,尽量减轻桥的质量。

在满足承载要求的情况下,最后的成绩等于承载除以质量,故质量越小得分越高,质量往往是最后取胜对手的关键因素,关键还在于减少不必要杆件的厚度,增加关键受压杆件的厚度。

然后,保证足够的承载能力,承载能力是衡量桥梁稳定性能的重要指标,在质量小的情况下要求有最优的承载能力,即每根杆件能充分发挥其受力的价值。

最后是美观,造型独特,给力一种美的享受,桥的设计也是一种艺术的设计。

2.2整体选型首先确定了结构为桁架桥结构,以“主梁主要承受拉力和弯矩,斜杆主要承受压力,横杆主要承受拉力和防止侧面转动”为原则,查阅网上资料,确立具体的设计方案与步骤。

选择三角形斜杆构造连接和梯形横杆构造连接。

具体的步骤如下:②据大赛尺寸要求,初步确定桥梁的跨度、高度和宽度;②查阅相关材料的具体物理力学特性,如材料的弹性模量和拉压性能;③根据经验和受力状况,设计出桁架桥的大体轮廓和构造;④以实际情况为准,提取计算简图;⑤利用结构力学求解器软件对结构进行模拟加载,计算出各杆所承受轴力及弯矩,以确定桥梁各单元杆件截面尺寸;⑥结合杆件材料的密度,选择合适的荷重比。

该桥梁的选型综合桁架和箱梁的特性,上下两侧分别用竖着的横杆相连,使结构从侧面上看呈一个箱形,保证结构的整体性。

在受压处直接用斜杆支撑,达到了物尽其用的作用。

具体的优点为:一、设计时,正三形抗压杆连续分布,受力匀称且外设美观。

二、设计简约,对称,充分利用了材料的拉压性能。

三、采用压杆粗--拉杆细的粗细结合,充分节省了材料。

四、杆件沿延伸方向连接,增加了刚度。

五、关键节点采用咬合与锚固板结合,增加了整体性和美观性。

3材料试验3.1模型称重在做完第一跨时,为了保证模型的质量尽量小,首先进行了称重,第一跨重越220g。

也就是说,三跨的可能的总重量为660g左右,加上桥面(估计为200g),总体的桥的重量达860g左右。

第二次称量,在三跨完成后,重量达640g。

基本上在预计的范围内。

进行三跨的组装,支座处进一步加固,并加上桥面,第三称量,最后的桥的重量为940g。

模型略显沉重,但结实易于受载。

3.2模型的模拟加载试验如图所示:将制作的桁架桥的一跨放置在凳子的两侧,在跨中悬吊一本书(约0.8kg),在跨中两侧各10cm处套上测试挠度的小环,并在环上套一支中性笔,让其自然垂直到下面纸面的距离为5mm。

如果挠度过大,则中性笔会在纸上滑下痕迹,以此判断挠度是否达标。

然后在桥面上放七到八本书,沿桥的纵向方向移动,注意制动力对顺桥方向的桥的影响,缓慢驶过桥面,观察桥面的稳定性和产生到挠度。

在本次模拟加载实验中,挠度测试发现几乎没有挠度,书能顺利通过桥,说明了该设计能够满足桥的强度要求和挠度要求。

考虑到材料的脆性,本次试验没有做破坏性实验,即桥的最大承载力未知,由于条件所限,未能完成动载试验的测定。

在风的吹拂下,我们看到桥明显具有较强的稳定性,这在一定程度上反应了桥的对动载的承受能力。

4 结构设计4.1结构整体布置图根据设计的桁架的形式,我们对三跨的布置进行了设计,得到了如下图所示的整体布置图。

其中:三跨的长度各自相等,图一为主视图,图二为左视图。

图一图二正三角形斜杆相互交错布置(如主视图),跨与跨的连接处采用横杆和竖杆连接成一个整体,并用竖杆直接承受压力。

两侧之间为了防止其发生转动,采用对称的两斜杆相连,上部用铆固片与横杆相连(如左视图)4.2构件尺寸详细设计如下图所示:设计的三跨为完全相同的桁架体系。

具体见图中的标注,该尺寸正好满足了比赛的要求范围,从而得到桥的全长为1785mm,桥的总宽为231mm,桥的高度为69mm.从而充分保证了桥构造的合理性与可施工性。

(单跨总体图)(左视图)(主视图)(俯视图)4.3构造(节点)设计图节点的设计采用了耦合与嵌入方法,斜杆和纵杆之间采用纵杆交接处削弱,斜杆削好吻合的切口,正好与纵杆紧密地咬合在一起。

同时,受拉横杆可以削一个缺口,正好卡住纵杆与斜杆铰接的地方,用AB胶粘牢固,便能够很好地传力。

如右图:横向斜杆采用卡住纵杆的方式,同时两根横向斜杆削成平齐的缺口抵在下面一排的横杆上,两斜杆和横杆相互平齐用锚杆板锚固在一起,如左图:桥端节点采用咬合加铆固的形式,和中间斜杆与纵杆的连接类似,同时考虑到该处比较薄弱,采用锚固板进一步加固,整体构造成倾斜度为35度左右的三角形,如下图:4.4 模型三维效果图采用CAD进行三维渲染,可以得到三维模拟的渲染图;下图为最后成品的图片;整体的效果十分匀称和谐。

5 特色处理主要分为节点、桥面、桥墩和杆件的特色处理。

节点的特色处理有如下几点:①咬合与锚固相结合,增加节点的稳定性。

②对不必要的节点端头进行打磨,减轻了重量,增加了节点的光洁度。

③上下节点相互错开,均匀分布,增加了整体在纵向的抗错动性。

桥面的特色处理有:①桥面进行削弱,用较薄的一层铺设,减轻了整体的重量。

②对桥面进行打磨,使削后的桥面变得更加平整和光滑。

桥墩的特色处理:①桥墩处设计竖杆,直接承受竖向压力,减轻了斜杆的荷载。

②纵杆与墩座出用斜杆交接,增加了传力的特性和稳定程度。

杆件的特色处理:①拉杆压杆粗细分明,充分利用材料的特性,减轻了重量。

②杆件进行打磨显得更加光洁。

6 制作工艺采用三跨分开制作,采用阶梯式制作方案。

首先,计算出相关的杆件的长度,并裁好模型所需的杆件材料。

根据杆件的长度,削成该长度的一些杆件,并用AB胶粘贴起来进行加厚。

待AB胶充分凝固和进行组装。

然后,从两侧的斜杆做起,削好缺口,并用量角器精确量取60度的角度,准备纵杆,削好缺口,进行嵌入和粘附。

在粘附的同时用风扇吹拂,用手压住已经定好的形式,过几分钟后进行下一步。

接着,进行另一侧边的制作,等两侧边制作好之后,开始制作横向斜杆,一人削孔,一人进行对齐咬合粘附。

然后制作横杆,待横杆完全嵌入之后用AB胶粘附牢固,然后进行斜杆的拼装。

然后,做完一跨接着做另一跨,再连接做好的两跨,这样直到连接三跨为一个整体为止,最后制作桥墩和铺设桥面。

注意桥墩的制作要紧密地与两跨联系起来,使跨受力充分转移到桥墩上来。

桥面尽量削薄,减轻桥的总质量。

二、模型计算书7计算模型7.1模型简化由于小车缓慢行驶,忽略加速度,其荷载可视为静荷载,忽略小车制动力的影响,忽略风等偶然荷载的作用。

设小车的重力为F牛顿;作用于小桥的跨中,三跨的大小完全一样,可以用一跨的受力代替三跨来进行分析,计算跨中的受力和两侧处10cm处的挠度。

忽略桥的横向宽度和厚度。

7.2荷载模拟按集中力作用来模拟结构的受力,得到如下所示的荷载分布图,此时为最危险的情况,实际结果应稍加乐观,以此判断结构的受力状态,完全可以保证结构的承载要求。

8 内力分析桁架桥宽231mm、桥长1785mm、高69mm,每个节段长595mm,截取跨中三个正三角(比较危险的地方)加以计算分析,在载荷作用下分析各杆件的受力状况。

建模假设:建立有限元模型是基于以下假设的基础上形成的:① 假设桥面板和纵梁的形心在同一水平面上。

② 假设各节点满足理想连续条件。

③ 假定结构不发生预应力损失。

④ 整个结构自下而上建模。

⑤ 忽略单元桥面板的垂度变化。

⑥ 建模坐标定义为,顺桥向为x 方向、横向为y 方向、竖向为z 方向。

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