第五武汉大学结构设计大赛设计书
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。
第五届全国大学生结构设计竞赛优秀奖作品
250
250
1000
250
1. 结构选型
根据第五届全国大学生结构设计竞赛委员会提供的赛题，为达到承担竖向荷载和地 震水平动力荷载的目标，并考虑采用竹片制作的现实，本队以节省材料、承载力大、刚度 适合、美观为出发点，经过多次计算分析、实验研究，最终采用以框架斜撑为骨架的塔形 组合格构柱体系，如图 1 所示。
5.1 结点构造说明···························································23 5.2 铁块布置方案···························································23 5.3 水箱注水重量···························································24 6.材料表······································································24
2.3 近似模型 1----组合格构柱体系抗震设计····································6 2.3.1 计算参数··························································7 2.3.2 格构柱分肢长细比验算··············································8 2.3.3 格构柱稳定性强度验算 ·············································8 2.3.4 格构柱的分肢柱稳定性强度验算······································9 2.3.5 缀条（斜杆）验算··················································9
第五届全国大学生结构设计竞赛一等奖作品
第五届全国大学生 结构设计竞赛计 算 书目 录1结构选型 (1)1.1需求分析 (1)1.1.1 力学 (1)1.1.2 美学 (1)1.2结构选型 (2)1.2.1 竖向承重体系 (2)1.2.2 横向抗侧力体系 (2)1.3方案效果图 (3)2结构建模及主要计算参数 (4)2.1分析假定 (4)2.2材料参数及几何模型 (4)2.2.1 材料参数 (4)2.2.2 几何模型 (5)2.3有限元建模 (7)2.3.1 单元选择及节点处理 (7)2.3.2 静、动力参数 (7)2.3.3 有限元分析模型 (8)3结构受荷分析 (9)3.1静力分析 (9)3.1.1 位移 (9)3.1.2 内力 (9)3.2动力时程分析 (10)3.2.1 质量源及节点束缚 (10)3.2.2 模态分析 (10)3.2.3 位移和内力 (11)3.3结构稳定分析 (15)4节点构造 (15)4.1支座节点 (15)4.2梁柱节点 (16)5模型加工图及材料表 (16)5.1模型加工图 (16)5.2材料表 (17)6铁块分布详图及水箱注水重量 (18)6.1铁块分布详图 (18)6.2水箱注水重量 (18)附件A 模型及节点实物图 (19)附件B 模型设计施工图 (20)1.1需求分析本次结构设计竞赛赛题为采用竹材和502胶水制作一个多层房屋结构模型，要求所制作的模型不但要能够承受顶部水箱和各楼层铁块的静力荷载，而且必须能够承受模拟地震动的动力荷载。
虽然赛题对结构的具体变形没有多加限制，但是对每级荷载加载时的模型失效制定了判定准则。
为了保证不出现模型失效，必须严格控制结构的绝对位移和层间位移。
因此，设计出来的结构模型必须是一个在满足竞赛要求的前提下，运用空间结构的构造方法和结构力学、材料力学等相关力学知识所设计出的材料消耗最少、同时结构强度和刚度能够满足竞赛要求的结构模型。
以下结合力学和美学对结构方案进行需求分析。
第五届全国大学生结构设计竞赛计算书概要
“龙麟杯”第十一届南京工业大学结构设计竞赛暨第五届全国大学生结构设计竞赛选拨赛设计计算书参赛队伍:菁竹之光作品名称:竹光永恒目录一.概述 --------------------------------- 1二.结构选型与建模 ------------------------- 1三.结构设计方案说明 ----------------------- 2四.结构几何与材料属性 --------------------- 5五.结构在静荷载和地震荷载作用下的计算 ----- 5(1恒载作用下内力和位移计算分析----------- 6(2恒载+地震作用下内力和位移计算分析------- 9一.概述此次竞赛模型规定为至少四层房屋结构模型,并且在模型顶部设有水箱。
模型要求总高度为100±0.5 cm,且至少具有四层结构,且每层净高不小于22cm。
模型底面尺寸不大于22cm ×22cm正方形平面,每层规定有效承载面积的范围和总承载面积。
其目的在于满足竞赛模型要求的情况下,应用空间结构力学的知识,设计出材料用量最少,同时能够满足足够的强度和刚度要求,并且能够抵抗模拟水平地震荷载的结构模型。
二.结构选型与建模考虑到结构需加载水平地震波,我们小组选择了框架结构。
因为框架结构空间分隔灵活,自重轻,有利于抗震,节省材料。
又框架结构侧向刚度较小,属柔性结构,在水平加速度的作用下,能够产生较大位移而不发生结构性的破坏,造成梁柱断裂或倒塌等后果。
结构模型效果图根据竞赛要求,加载方向通过抽签决定,所以模型外形采用了中心对称的方式,楼板均为正方形。
为了使重心尽量偏低,设计时在底层加载较多的铁块,并且顶层面积适当缩小。
结构立面图三.结构设计方案说明楼板设计说明:出于中心对称的设计,楼板采用了正方形的几何图形,每层楼板四周分别设置5mm×10mm的梁,嵌入方形柱内部。
因为铁块均匀分布,楼层中央将为压力重心,楼板下层受拉最大,故在楼层中间设置X型的梁,承载铁块分布的重量,并且铁块尽量沿四周分布。
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。
关于举办武汉科技大学第五届省大学生结构设计竞赛暨第
关于举办武汉科技大学第五届湖北省大学生结构设计竞赛暨第十一届全国大学生结构设讣竞赛校内选拔赛的通知各学院：为提高同学们对建筑模型结构设计的理论分析能力和动手制作能力，结合“年第五届湖北省大学生结构设汁竞赛"的宗旨和要求，特举行“武汉科技大学第五届结构设计竞赛“。
现将有关事宜通知如下：竞赛赛题：渡槽支承系统结构设讣与制作（详情参见附件一）参赛对象及竞赛分组方法：参赛对象：在校本科生。
竞赛分组：自由组队参赛，每队仅限三人。
三、报名与竞赛时间：报名时间：年月日——月日点止，逾期视为自动放弃。
竞赛制作时间：年月日一月日加载时间：年月日报名结束后，主办方将组织所有参赛学生进行专场培训，时间地点另行通知。
四、竞赛流程：竞赛分现场制作和结构模型现场加载试验两个环巧。
具体安排为：年月下旬根据分组情况进行现场制作，地点赛前通知。
主办方为每支参赛队伍提供本色侧压双层复压竹皮、模型底板、胶水，制作工具自备。
赛前将根据抽签顺序，崇实会堂进行现场加载。
五、报名方式及联系人：以学院为单位发送报名表。
各学院将报名表（详见附件二），电子邮件请注明**学院结构设计竞赛选拔赛报名表。
联系人：邓孟秋大赛公共群：，请所有报名参赛选手加入该群，便于交流和信息发布。
六、评审奖励工作：本次竞赛根据报名组队情况设一、二、三等奖若干，颁发荣誉证书。
主办方将根据结合比赛结果及制作过程中的表现选择三支队伍代表学校参加年第五届湖北省大学生结构设计大赛。
七、注意事项：为合理掌控比赛各项经费支岀，避免材料不必要的浪费，每组参赛队伍报乞时需要缴纳押金元，校赛比赛结束将如数退还。
附件一：渡槽支承系统结构设计与制作试验附件二：武汉科技大学第五届结构设计竞赛校内选拔赛报名表武汉科技大学教务处共青团武汉科技大学委员会城市建设学院二。
一七年五月六日附件一：渡槽支承系统结构设讣与制作一、赛题背景我国是一个水资源短缺的国家，且水资源时空分布不均匀。
总体来看，时间上，夏秋多、冬春少：空间上，南方多、北方少。
湖北省大学生结构设计竞赛结构设计方案书
第六届湖北省大学生结构设计竞赛结构设计方案书作品名称没想好参赛学校参赛队伍指导老师参赛队员二〇一八年六月目录一、设计说明 (1). 概述 (1). 框架设计 (1). 材料性能概述................................................................................................二、模型制作设计与构造 (2)总设计效果图 主要连接图 模型尺寸详图 三、结构计算分析 (7)结构计算模型 手算 结构电算 四、模型重量及材料表 (14)材料表 模型质量五、施工流程说明 (15)六、关键问题及对策预案 (15)七、参考文献 (15)一、设计说明. 概述2018年“湖北工建杯”第六届湖北省大学生结构设计竞赛要求统一规定类型的竹制材料和502胶水制作大垮空间网格结构模型。
在设计过程中，我组充分考虑了每种材料的性能，运用网架结构模型设计了初级模型，而后通过了一系列的实验及计算分析了模型的整体和局部受力、变形情况并对模型进行了进一步的优化，并最终就此模型形成了该计算说明书。
. 框架设计根据竞赛的要求，我们首先确定整个模型的空间球面结构,主要由八根半拱构成四个主拱来承受荷载,这八根半拱下由整个圆来连接,圆主要承受拉力所以我们选择竹片来制作,而拱既承受拉力又承受压力;各拱之间有斜撑来连接,斜撑主要受压力,所以用竹条+竹片的复合结构来受力,为了质量小，并且充分发挥竹皮的抗拉强度，则下面采用对角两条竹皮拉着，并且将节点的荷载通过竖直的杆传递到竹皮上，所以我们就决定设计成这个模型。
. 材料性能概述. . 竹材本次竞赛中使用的竹材均为负压竹皮，有三种规格：1250*430*0.50mm、1250*430*0.35mm、1250*430*0.20mm，竹材有顺纹和横纹之分，顺纹力学性能较好，抗拉强度达到60MPa，弹性模量1.0×104MPa，横纹力学性能相对较差。
第五届全国大学生结构设计竞赛优秀奖作品 (2)
1
设计说明
1、模型要求
竞赛模型为多层房屋结构模型，采用竹质材料制作，具体结构形 式不限。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，模型的各层楼面系统承受的荷载由附加铁块通过实现，小振动 台系统和屋顶水箱由承办方提供，水箱通过热熔胶固定于屋顶，多层 结构模型由参赛选手制作，并通过螺栓和竹质底板固定于振动台上， 图 1 给出了一示意性结构图。
(2) 提供大、小两种规格铁块。大铁块长、宽、高约分别为 12cm、 6cm 与 3.2cm，重量为 1800g。小铁块的长、宽、高约分别为 6.0cm、 4.5cm 与 3.2cm，重量为 675g。由于加载设备限制，模型中附加铁块 总重量不得超过 30kg。
4
(3) 模型顶面上应放置水箱，且水箱内应至少注入 10cm 高的水。 水箱尺寸的长、宽、高为 15.5cm×15.5cm×25.7cm，容量为 4L。模 型顶面不能放置铁块。
全国第五届高校结构设计竞赛是一个极富创造性，挑战性的科技 竞赛。它旨在通过对所学知识的综合运用和团队精神，提高学生的动 手能力与思维能力，激发创新意识，培养科学思维，加强团队协作， 提高动手能力，提升大学生的综合创新实践素质。
这次比赛无疑给我们建立了一个理论联系实际的平台，日后就要 我们这些学子自己去把握机会了，因为自己的路需要我们自己去走。 通过本次比赛，我们锻炼我们自己，加深入了对理论知识的理解的同 时，我们还和来自全国各地的学子交流我们对建筑结构的认识。这将 是我们学海生涯中难忘的一笔。
三、设计方案
1、设计基本假定 …………………………………………（13）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
目录1章设计思路第11设计构思1.12结构选型1.24章方案图第24模型效果图4章材料参数的确定第35绘图纸的性质3.153.2白乳胶的性质53.3白乳胶的使用及注意事项64章计算书第12章模型制作第512制作流程5.112下料5.2125.3梁的制作125.4组装第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设计构思选择合理的结构形式1.1.1．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。
同时，由于有冲击荷载作用，模型的设计应该考虑动力荷载结构振动情况下能满足承载力和位移的要求。
在结构的选型中，我们对各种结构形式进行了比较详尽的理论分析和实验比较，着重分析结构在静荷载和模拟地震荷载作用下的挠度和位移问题。
同时对底部大空间结构形式进行比选，着重解决荷载作用下挠度和减轻结构自重两个问题。
具体措施主要有以下几点：（1）根据模型的制作材料，选择适当的结构形式，提高结构刚度和整体性。
（2）针对结构形式的不同，分析荷载最不利位置，在保证安全可靠的前提下，尽量优化结构和减轻质量。
（3）由于制作材料是A0绘图纸和白乳胶，这两者的相关材料特性参数都未知，我们参阅了大量的文献，包括绘图纸的正面与反面的差别，顺纹和逆纹的区别等等。
（4）考虑水平冲击荷载的影响，我们在第二层加一个水平集中荷载，并相应的乘以了一个冲击系数1.4进行放大处理。
1.2结构选型塔式结构的选型1.2.1．在模型的计算、制作和实验过程中，不同类型的模型都有自己的优缺点，从质量以及结构的整体刚度和变形控制等方面考虑，找出最为适合的结构类型。
在整个设计过程中，我们曾经考虑过：（1）框架结构；这是我们最初考虑的结构类型。
框架结构由梁柱构成，构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，这时，现浇楼面也作为梁共同工作的，装配整体式楼面的作用则不考虑，框架结构的墙体是填充墙，起围护和分隔作用，框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间，但抗冲击性能差。
（2）塔式结构：下端固定、上端自由的高耸构筑物。
以自重及水平荷载为结构设计主要依据。
塔在风荷载或地震作用下引起的振动，可按多自由度体系求其自振周期和相应的振型曲线。
将塔划分成若干节段，每一节段作为一个质点，按力法或位移法列出多质点的自由振动方程，使方程的系数行列式为零，求得各个频率值及其振型曲线（见结构振动）。
1.2.2模型设计特色1.合理用材，充分发挥两种不同材料的力学特性。
（1）纸的抗拉强度较高，抗剪性能较差，应该尽量白纸抗剪；（2）白乳胶的抗剪强度高，抗拉强度低，，因此在节点位置尽量避免了白乳胶抗拉。
2.传力方式简洁明确，避免了复杂节点处理，杜绝薄弱环节的存在。
设计按照钢结构节点连接设计方法，采用刚节点，连接传力可靠，节点连接刚度大。
放样、制作标注化，使制作的精度提高。
节点连接牢固，制作精度高。
注意选材3.经仔细观察，我们发现提供的绘图纸有正反面之分，实验表明正面更利于乳胶连接，同时纸应该沿着纵向剪裁。
因此，在绘图纸的选取的时候应该仔细挑选材料、。
4.形式新颖，造型美观在设计中，我们进行了多次构件标准统一，力求使外形更美观。
方案图2章第模型效果图第3章材料参数的确定根据竞赛规定要求，我们从绘图纸的材料性能、模型的加载形式和节点的链接方便程度等方面出发，采用顺纹的绘图纸和白乳胶，精心设计制作了“通天塔”模型。
此结构运进行了计算分析，通过理论计算来更加准确地说明ANSYS和USSCAD用钢结构设计软件．我们结构的合理性。
在此之前，我们在网上参阅了相关特性。
3.1 绘图纸的性质2 E=2000N/mm绘图纸的弹性模量3 =0.77g/mm绘图纸的质量密度ρ绘图纸的屈服强度f=20Mpa 等等。
y3.2 白乳胶的性质白乳胶的化学名称为聚醋酸乙烯胶粘剂，是由醋酸与乙烯合成醋酸乙烯，添加钛白粉（低档的就加轻钙，滑石粉，等粉料）.再经乳液聚合而成的乳白色稠厚液体。
白乳胶可常温固化、固化较快、粘接强度较高，粘接层具有较好的韧性和耐久性且不易老化。
可广泛应用于粘接纸制品（墙纸），也可作防水涂料和木材的胶粘剂。
木质材料粘接。
它是以水为分散剂，使用安全、无毒、不燃、清洗方便，常温固化，对木材、纸张和织物有很好的黏着力，胶接强度高，固化后的胶层无色透明，韧性好，不污染被粘接物；乳液稳定性好，储存期可达半年以上。
因此，广泛地用于印刷装订和家具制造，用作纸张、木材、布、皮革、陶瓷等的黏合剂，还可作酚醛树脂、脲醛树脂等黏合剂的改性剂，用于制造聚醋酸乙烯乳胶漆等。
3.3 白乳胶的使用及注意事项先清洁纸的表面，除去面上面的灰尘、油污等打开瓶盖后因尽量封口，以免氧化，同时应该存放在阴凉处。
第4章计算书根据竞赛规则要求，我们从纸的材料性能、模型的加载形式和节点连接方面程度等方面出发，采用裁剪后的纸杆、用白乳胶作为粘结剂，精心设计了该塔式网格结构模型。
此结构模型运用钢结构设计软件USSCAD和ANSYS进行了计算分析，通过理论计算来更加准确地说明我们的结构合理性。
此结构为空间网格形式，涉及杆件较多，具有多次超静定的特性，通过手工计算难以获得准确的计算结果。
因此，我们根据确定的结构形式、杆件截面以及材料属性等设计参数，在钢结构设计软件USSCAD中建立结构的分析模型。
分析假定：（1）结构分析模型的约束取在四个柱子的柱底，实际模型柱底通过钢压条固定，因此取为固定端约束；（2）所有结构构件均在弹性范围内工作；（3）地震荷载简化为线荷载加在横梁上；（4）顺纹方向材质连续，均匀；（5）梁与梁、梁与支撑之间结点均为刚结；（6）荷载块荷载简化为线荷载；（7）杆件计算时采用钢结构的计算模式。
根据以上假定，通过USSCAD计算模型，所得的内力和位移作为杆件设计的依据。
此次结构设计竞赛规定了主体结构的平面尺寸大小，限定了底层最小高度和高度的最大限值，底层的净空要求，其设计目的是为了在满足竞赛要求的情况下，应用结构力学、材料力学、钢结构等相关知识，设计出材料消耗较少，同时结构强度和刚度尽量大的结构模型。
本着“安全可靠、经济合理”的设计原则，我们权衡了几种不同方案的优缺点，最终选做空间网格结构。
计算结果仅加竖向荷载时：加载图变形图剪力图弯矩图轴力图加了水平冲击荷载后：剪力图弯矩图位移图轴力图计算分析：第一层截面：200×200mm，高度600mm第二层截面：300×200mm，高度400mm第三层截面：450×200mm，高度200mm4 I=1394.16mmD=14mm，杆件截面：内径d1=10mm，外径?π（D2-d2）=75.36mm2A==M/I.h/2=4156／1394.16×7÷2=10.43N/mm2<20N/mm2σmaxmax满足要求，满足变形要求。
31.33mm同时，变形最大为章模型制作第5制作流程5.1在模型的制作过程中，某些工序需要两人或三人配合才能完成，例如连接节点、受力构件的制作、模型组装等，而某些工序一人即可完成，例如切割纸片等。
为了有效利用时间，避免窝工现象的发生，并在限期内完成作品，合理安排制作流程及人员搭配就显得尤为重要。
经过赛前模拟，精确计算出各工序所需时间，以及每位队员对各项工作的熟练程度，最后得出明确的制作流程。
领取材料及工具5.2下料制作准备本模型的主体结构为空间网架体系，其主要特点是梁单元型号较多，分别制作零散而且影响效率。
为制作方便，在不影响结构整体刚度的前提下，我们对模型的尺寸进行了微小的调整，使我们的模型成为一个对称的结构，构件种类得到了最大程度的减少，实现最两人剪裁绘图纸一人准备模具大程度的批量化生产。
梁的制作5.3三人制作模型考虑模型制作工艺及所用材料的特性，此次模型梁的形式采用了矩形截面和圆形截面这两种截面。
在粘连梁单元过程中，保证胶水涂得准确，一次到位，粘结可靠不浪费。
最后对梁单元端部进行处理，根据节点处梁单元相对位置关系，切削成所需形状，便于梁单三人组装模型元的对接。
三人检查模型 5.4组装完模型的组装主要分为以下几步：单榀刚架组装、两榀间支撑安装、节点加固。