历届结构设计竞赛优秀作品选登(桥梁)
第二届全国木结构设计大赛获奖作品
附件2
获奖作品公示一等奖作品
作品名称：Knot Garden （花园漫步式社区医院）
作者姓名：李哲瑞、张安顺、宋沐易、杨凡、林芮、王路参赛单位：南京林业大学木结构建筑系
指导老师：阙泽利
指导企业：北京筑雅印象科技有限公司
二等奖作品
作品名称：看台木屋
作者姓名：寿焘
参赛单位：东南大学建筑学院建筑系指导老师：张彤
作品名称：梦回廊桥
作者姓名：贾尚鹏、单宏伟、张玉梅
参赛单位：南京步云轩装饰工程有限公司指导老师：陆步云
三等奖作品
作品名称：编织的公共客厅
作者姓名：赵崇贤、吕媛、陈俊杰、刘海龙、李鸣洲、赵崇强
参赛单位：金陵科技学院、华中科技大学、南京林业大学、江西师范大学指导老师：阙泽利、葛少峰、杨⼩小军
作品名称：织木嵌水
作者姓名：王珊珊、吴超楠
参赛单位：南京大学建筑与城市规划学院
参赛作品：WOODHIVE（木筑蜂房购物中心）作者姓名：陈秋韵、赵阳臣
参赛单位：南京林业大学木结构建筑系
指导老师：张颖璐、王菲彬
参赛作品：TRANSMALL（厂房商业空间改造）作者姓名：李哲瑞、罗冬、陈浩、荣芹
参赛单位：南京林业大学木结构建筑系
指导老师：张颖璐
作品名称：浮屋
作者姓名：王舒啸
参赛单位：东南大学建筑学院。
2014年全国大学生结构设计大赛-桁架桥
2014年第六届全国大学生结构设计大赛计 算 书二○一四年五月作品名称气 势 如 虹 参赛学校参赛队员指导教师目录第一章设计说明 (1)1 作品简介 (1)1.1 基本参数 (1)1.2 结构详图 (2)2 设计思路 (5)3 结构选型 (5)3.1 模型结构选择 (5)3.2 材料截面选择 (5)4 结点制作 (5)4.1 长杆件接长连接 (5)4.2 垂直结点连接 (6)4.3 受拉斜结点连接 (6)4.4 受压斜结点连接 (6)第二章设计计算 (7)1 基本假定 (7)2 白纸参数 (7)3 模型建立 (7)4 内力计算 (8)5 位移计算 (9)6 承载力计算 (9)7 局部受压验算 (10)第三章总结 (11)第一章设计说明1 作品简介1.1 基本参数作品图片➢结构形式：桁架➢模型高度：240㎜➢模型宽度：150㎜➢支点跨径：1200㎜➢总长：1340㎜1.2 结构详图结构尺寸图：主视图俯视图左视图主视图俯视图左视图2 设计思路根据竞赛规则要求，我们从模型制作的材料拉、抗压特性，质量要求和变形要求等方面出发，结合节省材料，经济美观，承载力强等特点，采用比赛提供的白纸，白乳胶，我们精心设计制作了该结构模型，空间桁架结构为该模型的一大亮点。
模型主要承受四块铁块（每块质量约为2.355kg）的竖直静荷载作用，命题组对模型质量和形变提出了较高要求，基于此，我们决定从控制模型质量和形变入手。
（1）本结构主要构思是想利用两榀桁架连接后形成的立方体结构来抵抗荷载的作用（2）通过适当让模型起拱减少位移。
3 结构选型3.1 模型结构选择桁架是平面结构中受力最合理的形式之一，桁架梁桥一般多见于高速公路与铁路，钢桁架桥因其良好的刚度和承载力很早便得到了运用。
我们选择的就是生活中常见的桁架桥。
3.2 材料截面选择考虑到模型的结点并非简化的铰接，上、下弦杆在实际加载中会承受一部分弯矩，结合结点粘接的难易程度，本模型拟采用抗弯刚度较大的箱型截面（正方形）。
第五届全国大学生结构设计竞赛优秀奖作品
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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
第九届全国大学生结构设计竞赛参赛奖作品
第九届全国大学生结构设计大赛计算书目录1.设计背景 (3)2.材料力学性能测试 (4)2.1竹皮力学性能实验 (4)2.2杆件压缩强度试验 (5)2.3竹皮材料参数 (7)2.4 3D打印材料力学参考特性 (7)3.结构选型 (7)3.1主要限制条件 (7)3.2设计过程 (8)3.3桥面 (8)3.4桥面梁 (8)3.5柱 (8)3.6节点 (9)4.构件计算及优化 (9)4.1梁的计算及优化 (10)4.2柱的计算及优化 (12)4.2.1阁构柱 (13)4.3柱位的确定 (17)4.4单个跨段整体计算 (18)5.节点设计 (20)5.1 A段柱梁连接件 (20)5.2 A段柱底连接件 (21)5.3 B段柱梁连接件 (21)5.4 B段柱底连接件 (22)6. 施工制造 (23)6.1 组杆法 (23)6.1.1 技法介绍 (23)6.1.2 注意事项 (23)6.2 组装工艺要求 (24)6.3 粘贴工艺要求 (24)1.设计背景第九届全国大学生结构设计竞赛（以下简称国赛）以滇缅公路为题要求学生利用不同厚度的竹皮，使用502胶水进行粘合，制作能够快速通行小车公路桥模型。
这对参赛队员的力学分析能力、结构设计和计算能力、现场制作能力等提出了更高的挑战。
通过竹高跷结构模型的设计和制作，使学生在结构知识运用能力、创新能力、动手能力、团队协作精神等方面得到全面提升。
图1 模型三维示意图图2 总模型布置图2.材料力学性能测试2.1竹皮力学性能实验对模型进行精确分析的前提是对材料和构件进行力学性能测试，为了确定材料和构件的力学性能，我们首先用WDW3100型电子万能试验机测试了竹皮纸的抗拉强度，采用控制变量法，做了七组形状相同、材料厚度不同的试件，其中1、2、3号由单层0.2mm 竹皮纸制成，5、6、7号由双层0.5mm 厚的竹皮纸粘连制成，4、5号试件与1、2、3号的厚度相同，我们向其表面均匀的涂了一层502胶水，用以研究502胶水对竹皮纸的影响。
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1~4届全国大学生结构设计竞赛回顾
的学生作品-全国大学生结构设计竞赛-相关文章
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华南理工大学土木与交通学院
3.4 第四届
题目：竞赛模型为体育场看台上部悬挑屋盖结构，采用 木质材料制作，具体结构形式不限。模型包括下部看台、 过渡钢板和上部挑篷结构三部分。
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华南理工大学土木与交通学院
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华南理工大学土木与交通学院
华南理工大学土木与交通学院
第1~4届全国大学生结构设计竞赛回顾 兼学校结构赛培训
陈庆军
博士、副教授、硕士生导师 国家一级注册结构工程师
注册岩土工程师
1
2011.10.13
华南理工大学土木与交通学院
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华南理工大学土木与交通学院
一、概况
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叶片类型
华南理工大学土木与交通学院
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结构类型
华南理工大学土木与交通学院
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华南理工大学土木与交通学院
第三届全国大学生结构设计竞赛 第一名：西南交通大学
巨大的叶片是成功的关键 结构体系是普通的桁架结构
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非常合理地计算了比赛规则
华南理工大学土木与交通学院
第三届全国大学生结构设计竞赛 第二名：湖南大学 6叶片是成功的关键 结构采用前倾形状，避免叶片打 到结构
华南理工大学土木与交通学院
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华南理工大学土木与交通学院
一些队伍失败的原因 （1）小叶片导致无法启动，亦有如叶片攻角没设 置好而导致功率偏低。 （2）如叶片根部连接处不牢靠使得叶片折断导致 叶片破坏； （3）如叶片变形过大碰到塔架损坏的； （4）有一支队伍由于搬运时的失误造成模型在加 载前先出现破坏
2009年江苏省结构创新大赛作品集
凌 越 报送单位：徐州工程学院
二十一号作品：
生命的旋律 报送单位：徐州工程学院
二十二号作品：
风神 报送单位：扬州大学
二十三号作品：
垂直宅院 报送单位：扬州大学
二十四号作品：
二十五号作品：
报 送 单 位：
大结构抗震加固
扬州大学
卧龙桥 报送单位：淮阴工学院
二十六号作品：
淮海大厦 报送单位：淮阴工学院
六号作品：
七号作品：水流动力式旋转斜拉桥 报送单位：河海大学
眸遇穹楼 报送单位：南通大学
九号作品：
飞行的立方 报送单位：南通大学
十号作品：
十一号作品：
报送单位：
欲穷千里
江南大学
海上华尔兹 报送单位：江南大学
十二号作品：
十三号作品：
海ห้องสมุดไป่ตู้ 报送单位：江南大学
汇博展览厅 报送单位：南京工程学院
三十三号作品：
sound of nature 报送单位：南京工业大学
三十四号作品：
天 翼 报送单位：南京工业大学
三十五号作品：
三十六号作品： 报 送
石 漪 单 位： 东南大学
三十七号作品：After2050---矿区更新
报 送 单 位：
中国矿业大学
三十八号作品：
报送单位：
醉仙楼概念设计
中国矿业大学
城市入口 报送单位：中国矿业大学
三十九号作品：
十四号作品：
天穹体育场 报送单位：南京工程学院
十五号作品：
十六号作品：
报送单位：
风华国际旋转会馆
南京工程学院
阙桥相会 报送单位：南京林业大学
十七号作品：
移动的花朵 报送单位：南京林业大学
第六届北京大学生建筑结构设计竞赛B组赛组桥梁方向初稿
第六届北京市大学生建筑结构设计竞赛B组赛组（桥梁方向）（初稿）一.题目北京建筑大学大兴校区图书馆北侧人工湖人行桥梁设计二.设计资料（一）工程概况北京建筑大学大兴校区图书馆北侧人工湖上目前已有人行桥梁一座，所在位置如图2-1-1所示，立面图如图2-1-2所示。
本次拟对该桥进行重新设计和施工，并在该桥东侧修建新桥梁。
桥梁所在位置图2-1-1北京建筑大学大兴校区人工湖上的人行桥桥位图（二）拟建场地工程地质条件1 地形、地貌及地物概述周围为公园人工坡地等如下图所示。
拟建桥梁图2-2-1 拟建桥梁地理位置示意图2 地层分布及岩性特征各岩、土层的分布情况、岩性特征描述及其物理力学性质指标等有待补充。
（三）水文地质条件概述学校人工湖为人工供水，依据《范岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001(2009年版))中的相关标准判别：目前拟建桥梁场地内地表水及地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性。
（四）工程抗震设计基本条件1 地震影响基本参数根据《中国地震动参数区划图》(GB 18306－2001)之附录A(“中国地震动峰值加速度区划图”)，工程场区的地震动峰值加速度为0.15g、地震基本烈度为Ⅶ度，相应设防水准为50年超越概率10％。
根据附录B(“中国地震动反应谱特征周期区划图”)，工程场区位于特征周期0.40s的分区内(对应Ⅱ类场地)。
设计可根据本工程的重要性、具体设计条件以及本项目专项的场地地震安全性评价结果，综合确定拟建桥梁抗震设计的地震影响参数取值。
2 场地类别依据《公路工程抗震规范》(JTG B02－2013 )中有关规定，综合考虑场地的地形条件，建议拟建桥梁场地的场地类别整体按Ⅱ类考虑。
3地震液化判别根据本次勘探、测试成果并结合区域地质调查资料分析，依据《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02－01－2008)及《公路工程抗震规范》(JTG B02－2013)中有关规定判别，拟建场地不存在可发生地震液化的地层。
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图1-2 河北赵州桥
历届结构设计竞赛优秀作品选登（桥梁结构设计）
岸芷汀兰
鲍凯曼、邰 昊、吴小亮
1、设计说明书
方案构思
唐朝诗人杜牧一首《阿房宫赋》，以浓墨重彩之渲染，为世人勾绘出一座前所未有、宏伟壮观的宫殿建筑群，而“项羽焚烧阿房宫”的扑朔迷离，更是让这座“空中楼阁”成为人们魂牵梦绕的千古之谜。
“长桥卧波，未云何龙？覆道行空，不霁何虹？”长桥卧波的妩媚，点缀了这座富丽堂皇的神秘宫殿，也成为后世造桥人心怀向往的审美典范。
于是，在阿房之后，有了西子湖里的断桥残雪，有了颐和园里的玉带涟漪，有了“天下第一桥”赵州桥立千年而不倒的雄齐伟岸！
桥，因水而生；水，以桥而名。
于是，我们在府南河上，架起这座“不霁何虹”的长桥，在“岸芷汀兰”的淡淡幽香里，在天府蓉城的淡妆素裹里，去追寻阿房宫的堂皇，去诠释美的定义。
1.1 结构选型
构思跃然纸上，我们开始迫不及待地选择结构型式。
为了能实现承载要求，我们做了以下几个方案分析：
1.1.1拱形结构
拱桥造型优美，非常吻合我们的构思。
力学上其适于承受均布荷载，但考虑到木材的脆性，拱圈不易制作，而分段拼接的方式又增加了节点，自重增加。
该结构为备选模型之一，见图1-3。
1.1.2三角桁架结构
在跨中集中荷载作用下，采用稳定性较高的三角形桁架，非常符合加载要求，且挠度控制较好，因此是备选方案之一。
见图1-4。
1.1.3鱼腹形桁架结构
拱形桁架结构，结合了拱和桁架二者的优点，造型较为优美。
但杆件较多，节点也复杂，考虑到木材的特点，制作复杂。
见图1-5。
1.1.4最终选型
图1-1 颐和园玉带桥
图1.2河北赵州桥
经过反复试验和甄选，我们决定从构思出发，以拱形为基本要求，结合桁架的特点，我们采用了如下结构型式。
1.2材料试验
1.2.1木材强度与含水率
经过查阅资料，我们发现：木材顺纹抗拉强度最高，抗弯、顺纹抗压强度稍差。
由于木材的不均匀性，决定了其许多性质的各向异性，在强度方面尤为突出。
木材含水率在纤维饱和含水率以下时，含水率越高，强度越低:含水率在纤维饱和含水率以上时，木材强度基本无变化。
为了避免含水率变化对材料变化带来不利影响，木桁架尽可能采用干燥的木材。
1.2.2实际工程节点连接形式
在实际工程中，木结构节点的连接如图3.2所示。
轻型木析架结构分析按照简化方法模型得到杆件内力，设计时，轴力取杆件两端轴力;弯矩取杆件跨间和两端弯矩的最大值。
轴力的方向取为杆件几何中心线一致
图1-4 三角桁架
图1-5 鱼腹形桁架
图1-6 最终模型
图1-7 实际木结构节点形式
1.2.3木材的力学性能
1.3结构设计
1.4制作工艺
1.4.1截杆
裁杆是模型制作的第一步。
经过试验我们发现，截杆时应该根据不同的杆件，采用不同的截断方法。
对于质地较硬的杆应该用工具刀不断切磋，如同锯开；而对于较软的杆应该直接用刀刃用力按下，不宜用刀口前后切磋，易造成截面破损。
1.4.2端部加工
端部加工是连接的是关键所在。
为了能很好地使杆件彼此连接，我们根据不同的连接形式，对连接处进行处理，例如，切出一个斜口，增大连接的接触面积；刻出一个小槽，类似榫卯连接等。
1.4.3拼接
拼接是本模型制作的最大难点。
由于是杆件截面较小，接触面积不够，乳胶干燥较慢等原因，连接是较为困难的。
我们采取了很多措施加以控制，如用铁夹子对连接处加强压、用蜡线进行绑扎固定等。
对于拱圈的制作，则预先将杆件置于水中浸泡并加上预应力使其不断弯曲，并按照先前划定的拱形不断调整，直至达到理想形状。
在拱脚处处理时，先粘结一个小的木块，让后用铁夹子施加很大的压力，保证连接能足够牢固。
乳胶粘接时要不断用电吹风间断性地吹风，使其尽快形成粘接力，达到强度的70%（基
本固定）后即可让其自行风干。
1.4.4风干
模型制作完成后，再次用吹风机间断性地吹粘接处，基本稳定后，让其自然风干。
1.4.5修饰
在模型完成之后，为了增强其美观性，用砂纸小心翼翼的将杆件表明的毛刺打磨光滑，注意不要破坏结构，以免影响其稳定。
1.5特色处理
树皮作节点板，剪成翅膀状，贴合构思
受拉腹杆采用双片薄木片对夹的形式连接
图1-8 特色节点处理
2、设计计算书
2.1计算模型
2.1.1支座简化
由于模型加载条件为跨中竖向集中荷载。
结构整体变形表现为受弯。
考虑平衡的极限
状态，我们假定底座为四个简支制作。
如图8.1.1所示。
2.1.2杆件简化
各杆件均采用3mm×4mm矩形截面。
分析材质选用较为均质的steel，其中由于不考虑
自重影响，将密度设为0 kg/m3。
2.1.3荷载简化
最大加载值F M a x=15/2=7.5 kg。
2.1.4模型建立
运用AutoCAD建立模型，保存为dxf文件导入SAP2000软件进行模型的荷载计算和受
力分析。
2.2荷载分析
横向水平荷载大小控制在4.5k g左右，以两个集中荷载的形式对称加载（各2.25kg,即
22.5N ）在模型顶部。
通过对单个杆件的理论计算，总体看来要保证结构不破坏，主要
是要解决好杆件的受压失稳和各节点的受力情况。
2.3内力分析
图1-10 截面轴力图 图1-11 剪力图2=2
图1-9 结构模型图
2.4承载能力估算
由于受到制作误差的限制，我们估计的最大承载力在15kg ，达到满载，但挠度会较大。
2.5破坏形式估计
1、拱脚处的木块粘接力不够，推力将其剪开，导致丧失承载力；
2、受拉杆被拉断；
3、受压杆受压失稳破坏；
4、结构侧向稳定性不够，受扭破坏。
【参考文献】
【1】增田一真（日）著，任莅棣译 结构形态与建筑设计 中国建筑工业出版社 2002.11 【2】Mechanics of Materials (美)J.M.盖尔著 机械工业出版社
【3】Engineering Mechanics STATICS Andrew Pytel Jaan Kiusalaas 著 清华大学出版社 【4】结构概念分析与SAP2000应用 彭俊生 罗永坤 主编 成都：西南交大出版社 2005.10
做大一点，成拱桥,做三层，中间一层用多个小圆柱, 然后再下面放一个架子撑住。
图1-12 剪力图3=3
图1-13 扭矩图
图1-14 弯矩图2-2 图
1-15
弯矩图3-3
把纸折成正六边形就可以了，最坚固，然后再做成拱形。
六边形和拱形都是很稳的结构，飞机翼的内部也有六边形的结构。
把纸裁剪成小块做成一个个小纸桶
几个纸筒粘合在一起做成捆绑立住当桥墩并排纸筒粘合在一起成子弹带装做桥面
如果桥面承重不到标准可以在上面多铺一层
讲究点的可以用纸捻成很细的纸绳做出拉索（看看金门大桥那样）
这样是最节约纸张就最大受力的状态
先把纸卷成细的卷，要卷紧。
这个卷能承受的压力不会很大，而且越长承受的压力就越小，越易被压坏。
但是卷能承受的拉力是很大的，他们是调整结构把这些卷全变成受拉构件。
在非要受压不可时，他们把纸卷截的短些，用很多细的纸卷在这个受压的地方共同承受压力。
具体方案我也不知道，不过你可以根据这些自己想办法，我想你肯定行的。
好像这个方案的指导老师是个博士！
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