结构模型设计大赛设计书
结构设计竞赛设计说明书
目录1、方案构思及结构选型 (2)2、材料性能 (3)3、结构设计 (5)4、制作工艺 (6)5、特色处理 (7)1、方案构思仔细阅读完竞赛细则，我们从模型设计的要求、模型制作材料的性能、加载形式和制作方便程度等方面出发，进行构思设计。
确定设计竖向荷载 35kg、水平冲击荷载 3kg，考虑到压杆长细比限制、拉杆的抗撕裂能力、拉片的受拉性能、制作模具等因素，竖向荷载较容易满足，但对于水平冲击荷载，杆件需要较大的刚度，要有很好的抗折效果。
（1）本结构主要构思是想利用四根柱子的轴力来抵抗荷载的作用和地震作用。
（2）设计的总原则是：①尽可能的利用细杆来提高柱子的承载力，并利用木材的抗压性能，及木片的抗拉性能来抵抗荷载的作用。
②结构选型按设计要求，在楼面承受荷载情况下外加较大的水平冲击荷载，所以必须考虑动荷载的作用，因此，我们选择了正面为长方形，俯面为正方形的框架结构，并且在第二层节点处采用刚性连接，使结构具有较好的整体性，以便承受较大的水平冲击荷载。
同时考虑到在静荷载中结构的不稳定性。
（图 1）对此我们将在冲击面的两根主柱两侧加呈 25 度的支撑，一方面可以加强结构两侧的稳定性，一方面可以抵抗一部分水平冲击荷载带来的影响。
再者对于预加载中出现最多的问题，加载时，第一层的受拉杆件挠度过大，我们在新的结构里加强了杆件的强度和节点的刚性处理。
结构如图（二）所示。
（图 2）2、材料性能（1）桐木杆桐木片作为模型材料，其力学性能特点分别是木杆受压拉性能良好，抗撕裂能力差，抗压稳定性差；木片受拉性能良好，抗撕裂能力差，抗压稳定性差。
将木片切成方块并用502粘结后，可承受一定的压力，但受高厚度的限制。
木杆多为压杆失稳状态的受力破坏，需增加刚度，减小侧向挠度。
502的粘接性能：木杆对接时强度约降低 50％，木杆侧接时，强度较高，认为与原材强度相同；木片均采用侧向粘接，可认为抗拉强度不变。
表1.木杆顺纹向力学指标拉伸弹性模量拉伸极限压缩弹性模量压缩极限2800Mpa 28~50Mpa 100Mpa 20Mpa备注：①受压计算时需考虑木杆长细比影响。
结构设计大赛设计书
多层竹结构单向抗震模型方案设计与理论分析作品名称竹韵参赛学校参赛队员专业名称土木工程指导教师二○一一年九月1.设计说明书1.1寓意漫步在那竹林摇曳的石板古街，品味一股亲切和安逸；小憩于清雅恬静的古朴茶馆，体会一种清心和悠闲——蓉城竹韵。
1.2结构造型根据赛题的要求，模型外轮廓采用方棱柱体，柱网尺寸：下端220mm×220mm，上端220mm×220mm，塔高1000mm，高宽比1000/220≈4.5。
，模型共四层，每层250mm，叶片外表为流线型双曲面。
1.3结构选型（1）主体。
在满足赛题规定的承载力和变形刚度要求条件下，为了设计最轻的结构，我们选用了框架结构形式，并试图做到较多的杆件满应力受荷，尽量减少赘余杆件。
在设计框架架的具体形式时，遵循对称均匀，受力明确，传力直接，方便制作的原则。
（2）细部连接。
在满足赛题规定的条件下，为了获得重量轻、承载力大的支撑构件，在分析了目前各系列震型的参数后，结合给定的地震加速度要求，采用一体式圈梁及网状次梁结构形式，并在每层（主）圈梁下设支撑构件，底层根部设置柱脚。
CAD细部图如下：注：底板为整个结构的第一层２.手算计算书竹材容重暂按7.4×10－６Ｎ／ｍｍ３，竹材阻尼比 ＝0.01 ①自振周期T 及地震作用的计算：根据结构柱体部分Ｓ的具体尺寸，确定出一系列刚度系数Ｋ值如下第一层：Ｋ１＝185.875 第二层：Ｋ２＝147.2256第三层：Ｋ３＝92.73 第四层：Ｋ４＝39.5752进而计算出各层的柔度系数:δ１＝１/Ｋ１=0.005380;δ２=１/Ｋ１＋１/Ｋ２=0.01217δ３=１/Ｋ１+１/Ｋ２+１/Ｋ３=0.02296;δ４=１/Ｋ１+…１/Ｋ４=0.04822= ×ω１２×１０－６×555.684 用 代替 又可得到一组系数按照上述方法经过３次反复迭代可得最终系数：由1＝ω１２×１０－６×424.0645；Ｔ=２π /ω１ 进而求出一个手算近似解：Ｔ＝0.129ｓM ４M ３M ２M １11 1 110.3032 0.6182 0.8415 1 1 1 1 1 0.2571 0.5560 0.8415 1 0.2499 0.5431 0.8333 1②楼层重力荷载标准值：顶层：G4=(2.649+0.15)×9.8=27.43N3层：G3=（9.9+0.15+0.26）×９.8=101.038N2层：G2＝（12.15+0.37+0.15）×9.8=124.166N1层：G1=（4.95+0.44+0.15）×9.8=54.292NG=ΣGi=27.43+101.038+124.166+54.292=306.926N③总地震作用标准值 Tg =0.3s αmax=2.50.1<T1<Tg∴d=dmax=2.5 Geq=0.85×GE=0.85×306.926=260.89N底部总地震作用标准值为：FEK =dGeq=2.5×260.89N=652.22N④各楼层地震作用标准值：T1=0.141s<1.4×0.3=0.42s 不考虑顶部附加水平地震作用，δn =0, Fi=FEK(1-δn)F4=×652.22=100.022NF3=×652.22=276.321NF2=×652.22=226.382NF1=×652.22=49.493N 各层水平地震作用计算结果100.022各楼层地震作用标准值计算简图 各楼层剪力示意图αv,max =0.65αmax =0.65×2.5=1.625 G eq =0.75G E =0.75×306.9262=230.1947N F EVK =αv,max G eq =1.625×230.1947=374.066Ni 层竖向地震作用：Ｆvi =F EVK ，第i 层竖向总轴力：Ｎvi =F v4=×374.066=57.37NF v3=×374.066＝158.48NF v2=×374.066=129.84NF v1=×374.066=28.39N结构模拟结构模型图静力荷载分配图（N/m2 ）地震作用下支座反力（N）地震作用下位移图（mm）静力荷载下柱轴力图（N）地震作用下柱轴力图（N）地震作用下剪力图（N）地震荷载下梁应力图（N/m2 ）地震作用下梁单元内力图（N*mm）地震加速度动态曲线.avi地震速度动态曲线.avi地震位移动态曲线.aviΔu<—即Δu<(4,20),故层间位移满足要求⑥应力验算由木结构规范得：又各柱轴力N=F/4=1/4*306.92=76.73N;A=πD2/4=9.62×10-4m2M=ΣFi Hi/4=(99.27*1+267.33*0.75+218.12*0.5+45.22*0.25)/4=105.03N*m；W=ΠD3/32=π*0.0353/32=4.2×10-6m3；由木结构规范表4.2.1-4按恒荷载验算时取强度设计值调整系数为0.8；fm = fc=0.8[]σ=0.8*60=48MPa；则代入4.3.2-3得：76.73/9.62×10-4+105.03/4.2×10-6=25.09MPa<0.8[]σ=48MPa；满足要求。
结构设计竞赛参赛设计说明书（附图纸）供参考
结构设计竞赛参赛设计说明书（附图纸）供参考设计竞赛设计说明书作品名称 ==============参赛队员 ========================================= 专业名称指导教师 =====================================⼆〇⼀四年理论分析计算书⽬录⼀、设计说明 (3)1、⽅案构思 (3)2、结构选型 (3)3、结构特⾊ (4)⼆、结构承重计算 (4)1、设计基本假定 (4)2、模型结构图 (4)3、弯矩内⼒计算 (5)4、剪⼒计算 (6)5、轴⼒计算 (6)6、计算成果应⽤模型设计 (7)三、模型简图 (8)四、参考⽂献 (9)⼀、设计说明根据竞赛规则要求，我们从模型制作的材料抗压特性，抗拉特性，加载形式和挠度控制要求等⽅⾯出发，结合赛会绿⾊环保的理念，采⽤⽐赛要求的230g⽩⾊卡纸、⽩乳胶、铅丝线精⼼制作出这款名为“语塞幻想”的塔吊模型。
1、⽅案构思塔吊模型⽀柱主要通过悬臂梁承受较⼤偏⼼荷载。
这就要求悬臂梁具有较强的抗弯性能，柱⼦需要较强的抗压和抗弯性能。
整个塔吊模型悬臂端处挠度值需⼩于50mm，因此在承载⼒满⾜要求的前提下，尽可能地控制结构的整体变形。
结合纸质杆件材料参数难以确定的特点（如杆件抗拉、压强度等），我们采⽤定性分析和试载实验相结合的⽅法来完成模型的设计制作。
2、结构选型按设计要求，结合塔吊的受⼒特征，模型柱⼦采⽤矩形截⾯空间桁架结构。
梁由底端的两道箱型细长梁以及连接⾄柱顶的斜拉结构组成。
因柱⼦在满载的⼯况下为偏⼼受压状态，C点加载5kg时，偏⼼距为e=M/N=341mm。
因此在柱受拉和受压⼀侧杆件布置可不等。
在斜拉材料的选取上，主要有铅丝线，纸带和细杆三种。
从⾃重⾓度上出发，铅丝线和纸带能⼤幅减轻结构⾃重。
但在三次试载实验中，我分分别采⽤加密斜拉联系的情况下，挠度控制效果不明显，C 点最⼩挠度⾼达90mm。
并且试载期间还出现斜拉结构绷直程度不均匀导致的结构扭转破坏。
结构模型大赛方案设计书模版
本方案仅供参考，如有雷同，当弃权处理2012年建筑工程学院第二届大学生结构模型大赛模型名称：驻天楼参赛队伍：建工嘉年华小组成员：姚灿辉、肖嘉华、郑镇宜、刘戊烽、郑浩茵日期： 2012、03、30目录一、摘要、队员简介 (1)（一）摘要 (1)（二）队员简介 (1)（三）组员优势及部分分工 (2)二、方案构思 (2)三、结构选型 (3)四、模型方案图 (3)1、所卷纸张样图 (3)2、柱、梁、斜杠所需尺寸 (4)3、模型简化，线性上的视图 (4)4、实体模型视图 (5)5、节点详图 (7)6、试验模型样图 (7)五、模型计算简图 (8)六、改进措施 (9)1. 新材料：半圆柱型短柱 (9)2.横梁与立柱连接点加固 (10)3.斜杆加大截面 (10)七、加载制度 (10)八、预算 (10)一、摘要、队员简介（一）摘要在建筑工程学院土木系教研组老师的带领下，建筑工程学院分团委举办了第二届大学生结构模型大赛，在这样一个具有专业性的模型比赛中，对于我们土木学生来说，这是一种锻炼，更是一种理论向实践发展的桥梁，让我们把所学的知识运用到实际当中。
我们的团队，是跨学院组成的精英队伍，团队一共有五人，根据各自的专业特点和能力优势，各有分工，运用各自的所学知识与综合能力探讨出与众不同的卷纸方法，使得我们的团队更加强大。
我们团队采取的卷纸方法为半机械法。
利用工具，通过手工结合，让纸卷的更密更实。
前半部分，通过手工卷纸，后半部分，通过木板挤压，重量压缩，使纸张压缩的更理想。
通过初步测试，卷出的梁柱，使用剪刀、刀子较难剪短，需用锯子才能进行锯断处理，这也是我们团队的优势之一，同时还是一种机电专业知识与土木施工技巧的一点小融合。
前期，我们按照组委会下发的比赛要求做出了规定的模型，并进行加压试验，最终竟然超过100kg的加压荷载。
压坏后，我们对模型进行了综合分析，也请了很多个专业老师对我们进行指导，经讨论后，对模型做出了进一步的改造，为的是寻求一种更好的承载方案，期望能在最终的比赛中制作出承压超过150kg的新模型。
三峡大学第二届结构设计竞赛设计书
土木与建筑学院科技活动月—砂仓结构模型设计竞赛团队：打不死的小强作品名：无极组长：徐兵（2011104430）组员：周强（2011104431）叶朝怡（2011104421）目录1、设计构思 (3)1.1竞赛赛题分析 (3)1.2模型设计思路 (3)2、作品 (4)2.1尺寸参数介绍 (4)2.2设计作品特色 (4)多杆连接 (4)多种加固 (5)重要构造 (5)2.3形体设计说明 (5)结构外形 (5)材料截面选择 (5)2.4简单受力分析 (6)1设计构思1.1竞赛赛题分析这次竞赛的主题为“砂仓结构”，要求我们设计铁砂荷载作用的砂仓结构。
这次的结构采用巴西白卡纸和白乳胶为基本制作材料，模型有模型质量、承载重量两个因素，因此在设计中，我们必须将杆件的抗拉能力和节点的连接作为模型制作的重点。
模型主要承受铁砂的竖直荷载，竖直荷载的要求较容易满足，水平动载对构件的刚度和弹性要求较高，所以在作品的制作中将模型杆件的抗拉和抗压能力放在首要地位。
模型水平投影的长度和宽度均不大于20cm，塔头底部各处离桌面高度均不得小于25cm，塔头高度不限, 塔头体积大于2500立方厘米，以保证至少10kg铁砂能完全装入塔头中。
模型质量不超过150g，塔头以下应该镂空，支架结构应明确可见。
1.2模型设计思路我们模型选择三棱柱结构。
三角形给我们的模型带来了很好的稳定性，（1）由于白卡纸是比较脆弱的纸材，为了使杆件的抗拉能力增强，我们选择了三角柱体作为我们的主杆件。
（2）我们下面的支架采用三脚支架，上面的采用圆柱形圆桶。
三脚支架与圆桶用白乳胶进行连接。
（3）整体拼装时应严格控制误差，保证支架竖直，与塔头底部粘连处粘连前画点定位，保证准确粘连牢固。
（4）节点处理方面，节点站结不牢固容易是构建受拉时脱落，故应保证梁柱连接时的粘度长度并应一次性粘结牢固。
我们在整个模型中，有三个纵向柱杆。
这三个柱杆非常重要。
因为它们增加了整体建筑的坚固程度。
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。
结构模型竞赛策划书3篇
结构模型竞赛策划书3篇篇一结构模型竞赛策划书一、活动背景随着科学技术的不断发展，结构模型在各个领域的应用越来越广泛。
为了提高学生的创新能力和实践能力，培养学生的团队合作精神，我们决定举办一场结构模型竞赛。
二、活动主题创新设计，挑战极限三、活动目的1. 提高学生的创新能力和实践能力。
2. 培养学生的团队合作精神。
3. 促进学生之间的交流与学习。
四、参赛对象全体在校学生五、竞赛内容1. 创意设计：参赛队伍需要提交一份结构模型的创意设计方案，包括模型的结构形式、材料选择、制作工艺等。
2. 模型制作：参赛队伍需要根据创意设计方案，制作出实际的结构模型。
3. 现场演示：参赛队伍需要在现场展示结构模型的特点和优势，并回答评委的提问。
六、竞赛时间和地点1. 时间：[具体时间]2. 地点：[具体地点]七、竞赛流程1. 报名阶段：[报名时间]，参赛队伍需要提交报名表格和创意设计方案的电子版。
2. 初赛阶段：评委会对参赛队伍提交的创意设计方案进行评审，选出[X]支队伍进入决赛。
3. 决赛阶段：进入决赛的队伍需要根据评委会的意见，对创意设计方案进行修改和完善，并制作出实际的结构模型。
在现场展示和演示环节，各队伍需要展示结构模型的特点和优势，并回答评委的提问。
4. 颁奖仪式：根据决赛的成绩，评选出一等奖、二等奖、三等奖和优秀奖，并举行颁奖仪式。
八、奖项设置1. 一等奖：[X]名，奖金[X]元，荣誉证书。
2. 二等奖：[X]名，奖金[X]元，荣誉证书。
3. 三等奖：[X]名，奖金[X]元，荣誉证书。
4. 优秀奖：[X]名，奖金[X]元，荣誉证书。
九、评分标准1. 创意设计（30 分）：结构形式新颖、独特，具有创新性和实用性。
2. 模型制作（30 分）：模型制作精细、美观，符合设计要求。
3. 现场演示（20 分）：演示过程清晰、流畅，能够充分展示结构模型的特点和优势。
十、活动预算1. 场地租赁费用：[X]元。
2. 材料和设备购置费用：[X]元。
第五武汉大学结构设计大赛设计书
目录第1章设计思路 (2)1.1设计构思 (2)1.2结构选型 (3)第2章方案图 (4)模型效果图 (4)第3章材料参数的确定 (5)3.1绘图纸的性质 (5)3.2白乳胶的性质 (5)3.3白乳胶的使用及注意事项 (6)第4章计算书 (6)第5章模型制作 (12)5.1制作流程 (12)5.2下料 (12)5.3梁的制作 (13)5.4组装 (13)第1章设计思路本次结构设计大赛即设计一个底部大空间三层建筑结构，而我们的设计作品在建筑外形上为塔式结构，因为塔式结构在长久的时间中被认为是具有更好的抗冲击性能结构。
因此在满足静载作用的前提条件下，塔式结构可以更好的抵抗冲击荷载作用。
竞赛规则要求同时考虑竖向永久荷载和水平冲击荷载这两种荷载，已达到和实际情况接近的目的，使得比赛过程更加贴近生活，让参赛选手对实际工程有了大致的了解，同时可能擦出设计创新灵感的火花。
作为在校大学生这次结构设计大赛给了我们一个难得的锻炼机会，将书本知识用于实践，培养研究和创新精神。
由此，我们在进行底部大空间时以结构设计为主导，兼顾外观，以期达到满意的效果。
1.1设计构思1.1.1选择合理的结构形式形式服从功能，建筑物应适应时代的要求，注重功能，力求发挥和表现结构与材料的美学特点是我们追求的目标。
底部大空间设计方案的选择，很大程度上取决于结构形式的选择，所以，在追求外观和功能的同时，我们着重考虑了结构体系的合理性，经济性和实用性。
结构设计应以“安全，高效”为核心，力求：“创新，经济，便捷，美观”。
选择合理的结构设计形式，使底部大空间不仅可以为各类空间需求，而且受力合理，经济效果较好；同时，具有美学效果，给人以深刻的印象。
1.1.2关于模型设计的若干考虑本次底部大空间设计过程，因为加载方式的确定，并对底部大空间的尺寸有明确的规定，同时应考虑受弯构件的挠度问题和结构在模拟地震荷载作用下的位移，所以在满足强度和稳定的前提下，还应该使受弯构件的挠度和结构的位移满足要求，而不同结构形式在这个方面的特点均不相同，需要一一进行理论和实际的分析和比较。
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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，允许误差为士10mm。
模型底面尺寸不得超过22cm X22cm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 ,允许误差为士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:竹材力学性能参考值：弹性模量1.0 xiO4MPa，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。
柱子的刚性连接形成矩形框架，使结构具有较好的整体性，以便承受较大的动力荷载。
结构整一层及三层为完全对称，二层为交错设计，质量刚度沿截面形式均匀分布，上部结构与下部结构的重心位于同一竖直轴上，这样上部结构的自重不会在下部结构截面中引起过大的附加弯矩。
避免结构模型偏心受扭，做到了受力方式合理，传力路径明确，整体性、抗震性较好。
3.在加载过程中，荷载等效为均布荷载作用于柱和梁上。
通过拼接，该模型的柱和梁形成了一个统一的整体。
梁在均布荷载作用下，其弯矩使得纵梁下部受拉，上部受压。
梁与梁之间设有斜杆做支撑，使得支撑部分连为一个整体，并且加强梁对荷载的抵抗能力。
4. 利用下刚上柔的设计原理。
第一层主要承受较大竖向荷载，故正面利用斜向杆，侧面利用竖向杆进行支撑，既抗竖向荷载又抗水平动荷载。
第二层考虑到剪力墙结构要产生较大形变，且承受上面两层的竖向荷载，同时考虑到模型质量问题，第二层正面用拉带进行加固，两个侧面进行交错刚体加固。
第三层上部角全部采用刚性杆件加固，既抗水平动荷载也抗竖直荷载。
5.充分利用竹质材料的特性，每一层铁块加载的层面为从0.2mm 的竹质纸上撕下的膜，既足够强韧又足够轻。
6. 在模型每个节点处都用厚度为0.20mm的材料做成的腰为30mm的薄片进行粘贴，来保证模型在震动过程中不会节点先坏。
7. 所有的梁均采用矩形立放，杆和梁均做成空心结构。
梁的抗弯强度不足时，增加截面高度比增加截面宽度更有效。
对具有相同截面面积的实心及空心截面进行理论分析发现，不论截面的几何形状如何，空心截面的抗弯截面模量ZW总比实心截面的大。
8. 在设计合理的前提下，我们必须保证我们的做工精细、合理，这样才能使设计的模型最大程度的展现其作用2. 作品介绍2.1尺寸参考数介绍主要承重结构：柱，横梁，次梁，撑杆，拉带尺寸与数量表。
2.2结构三视图实物图俯视图侧视图正视图2.3设计作品特色充分考虑抗震概念设计要求形体规则，结构简单，结构简单性保证地震力有明确而直接的传力路径结构体系合理，有效避免结构或构件局部破坏受力明确，地震作用传递途径合理节点加强处理，提高薄弱部位抗震能力• >制作方便，符合竞赛规则在遵守规则的前提下，我们综合考虑各个因素设计的玉宇亭有以下六个特点：1. 从结构外形看，结构前后对称，左右空间对称，质量刚度沿截面形式均匀分布，避免结构模型偏心受扭，结构简单，传力路径明确，稳定性、整体性、抗震性好；2. 根据地震剪力倒三角分布规律，结构受力特点等，我们从增强刚度和采取构造措施对底柱采用支撑做了加强处理；3. 考虑材料有较高的抗拉性能，结合材料的力学性能，主梁设计为箱型梁，增强梁的抗弯性和承载能力，楼板用从厚度为0.25mm的竹制纸上撕下的薄片粘贴而成；4. 根据房屋加载后每层对抗压性与抗震性的需求不同，设计符合每层受力需求的抗压结构与抗剪结构，我们采用了三种不同的斜拉杆与拉带形结合成几何不变体，充分发挥了材料的抗拉性；5. 在整体结构与地板的粘结处部分填实，柱底箱部分采用立体的三角形粘结地板与柱子，从而保证粘结端成为刚性节点。
6. 在结构的第二层的左右面米用了空间对称的对角式小型斜拉杆，既增强了抗压性能、节省了材料，又未改变整体的几何中心位置，并且在第三层的前后面的柱与主梁间附加小型斜拉杆，使该部分构件最大拉应力和最大压力同时达到材料的许用应力。
2.3形体设计说明三层正四棱柱“竹质空间”房屋结构模型采用三层正四棱柱“竹质空间”房屋结构模型。
在加载过程中，荷载等效为均布荷载作用于柱和梁上。
通过拼接，该模型的柱和梁形成了一个统一的整体。
梁在均布荷载作用下，其弯矩使得纵梁下部受拉，上部受压。
梁与梁之间设有斜杆做支撑、拉带增强抗剪能力，使得支撑部分与抗剪连为一个整体，并且加强梁对荷载的抵抗能力。
合理安排梁的间距与横截面尺寸，使得梁能在结构不破坏、满足位移要求的条件下尽可能多的承受荷载。
结构外形结构平面为边长为196mm的正方形，柱高745mm，整体为216*216*745mm的正四棱柱，梁采用箱型主梁，楼板由两层从材料上撕下薄纸粘贴而成。
材料截面选择我们采用正方形柱承受铁块荷载和水平动载，箱型主梁连接正方形的柱子，正方形柱连接箱型主梁，主梁与楼板相连接。
主题承力矩形柱由截面面积10mm*10mm空心构件，梁由厚度为0.35mm的竹制纸粘结成截面为6mm*4mm的空心杆，中间的斜拉杆是由厚度为0.25mm的竹制纸粘结成截面为3mm*3mm 的空心杆，楼板由2层从厚度为0.25mm的竹制纸上撕下来的薄纸粘粘而成。
节点设计在模型的每个节点都用楔形组合连接，在用胶水粘粘，最后再外用薄片粘结避免裂缝导致受力路径间断而使作用力不能连续传递导致节点先破坏，从而将节点模拟成为刚性节点形式，使各杆在此节点既不能相对移动，也不能相对转动。
3. 简单受力分析3.1、静力分析结构顶部加载盛4L水的水箱，根据受力特点及结构形式，将荷载简化为均布力，分别同时施加在结构的四根承重柱上。
根据荷载的分布和动荷载的加载，找出结构最大处位移和最大处应力，分析最大处节点强度，刚度和稳定性。
柱子的剪力图2、地震作用分析结构层高和层所受力代表值见下图，分析各层地震剪力的标准Fa+A Fn //////结构总水平地震作用标准为:F EK =「1G eq各层水平地震作用Fi和各层地震剪力标准值Vik分别用下式计算,F iGHnG j H j .j土( [.r ) F EKnV K八F i ^F nn二G i H in' G j H jj $ (1_' n) F EK + Fn由上述可以看出，结构底部总的地震剪力确定之后其结构高度大致按倒三角形的规律分布。
H越小F就变化的越快，所以结构的层高H 和F的变化必须平衡，为了使结构的重心保持一定的高度，则设计各层净高（由下向上依次）250mm，245mm，250m。
高层建筑结构具有如下主要特点。
（1）水平荷载对结构的影响大，侧移成为结构设计的主要控制目标之一。
对一般建筑物，其材料用量、造价及结构方案的确定主要由竖向荷载控制，而在高层建筑结构中，高宽比增大，水平荷载（包括风力和地震力）产生的侧移和内力所占比重增大，成为确定结构方案、材料用量和造价的决定因素。
其根本原因就是侧移和内力随高度的增加而迅速增长。
，随着高度的增加，水平荷载将成为控制结构设计的主要因素，结构侧移成为结构设计的主要控制目标。
在高层建筑结构中，除了像多层和低层房屋一样进行强度计算外，还必须控制其侧移的大小，以保证高层建筑结构有足够的刚度，避免因侧移过大而造成结构开裂、破坏、倾覆以及一些次要构件和装饰的损坏。
结构内力（N , M）、位移（△）与高度的关系如图3-1，可以看出，图3.1结构内力、位移与高度关系高层建筑中，结构要使用更多的材料来抵抗水平力，抗侧力成为高层建筑结构设计的主要问题。
特别是在地震区，地震作用对高层建筑的威胁也比低层建筑要大，抗震设计应受到加倍重视。
（2）楼（屋）盖结构整体性要求高。
高层建筑结构的整体共同工作特性主要是各层楼板（包括楼面梁系）作用的结果，由于楼板在自身平面内的刚度很大，变形较小，故在高层建筑中一般都假定楼板在自身平面内只有刚体位移（仅产生平动和转动），而不改变形状，并忽略楼板平面之外的刚度。
因此，在高层建筑结构中的任一楼层高度处，各抗侧力结构都要受到楼板刚体移动的制约，即所谓的位移协调，这时抗侧刚度大的竖向平面结构必然要分担较多的水平力。
结构设计中，用简化方法进行内力和位移计算时应该采用其抗侧力刚度分配水平力；用计算机进行计算时应该采用整体协同工作分析或将整个结构作为三维空间体系的分析方法。
3.2强柱、弱梁、更强节点核心区结构应具有必要的承载力，刚度、稳定性、延性及耗能等方面的性能。
主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度。
承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。
合理控制结构的非弹性部位（塑性铰区），掌握结构的屈服过程及最后形成的屈服机制，采取有效措施防止剪切和脆性破坏。
为保证结构抗震安全，结构单元根据具体情况，采取加强连接的方法。
3.3合理选择截面形式由梁的抗弯截面模量的定义可以推得：矩形截面梁，抗弯截面模量与截面高度的平方成正比，与截面宽度的一次方成正比。
通过对矩形、圆形、工字形、正方形截面的理论计算发现，在截面面积相等的情况下，ZW从大到小依次是工字形、矩形（立放）、正方形和圆形。
如果矩形平放，那么其ZW将不但小于立放，也小于截面相同的正方形。
箱形截面也是土木工程中常用的梁截面形式，上下端的顶、底板面积较大，距中性轴较远，截面的抗弯截面模量较大，所以抗弯能力较强。
梁的抗弯强度不足时，增加截面高度比增加截面宽度更有效。
对具有相同截面面积的实心及空心截面进行理论分析发现，不论截面的几何形状如何，空心截面的抗弯截面模量ZW总比实心截面的大。
从强度的观点出发，在选择截面形状时，优先选择材料远离中性轴的截面，如矩形空心截面等。