结构设计大赛计算说明书终极完美版
Babel-Tower框架结构模型设计理论方案安徽工业大学第一届大学生结构设计竞赛框架结构模型设计理论方案Babel-Tower框架结构模型设计理论方案作品序号KJ-146学院名称学生姓名指导教师联系电话安徽工业大学结构设计竞赛组委会1一、Babel Tower结构设计理论方案概述根据竞赛规则规定，我们从结构形式选型与规则要求相协调的角度出发，综合考虑加载实际情况以及所提供材料的特点等方面，设计了该结构。
根据规则，采用230克白卡纸，蜡线及白乳胶这三种材料制作成该框架体系。
并绘制出模型的结构空间立体图、结构整体布置图、结构局部布置图、结构破坏形式图等。
从结构整体着眼，设计中充分利用三角形结构的稳定性和偏心支撑良好的耗能性能以及预应力的受力优点。
在设计计算过程中假定材质连续均匀、柱与斜撑连接采用铰结、模型本身质量不计，忽略底部与板连接的斜撑，利用PKPM程序进行立体模型建立，利用结构力学求解器进行内力分析计算得出整个结构的内力图及变形图，并对结构杆件进行强度及稳定性计算校核。
同时，对模型进行了大量加载实验。
通过计算和实验，最终确认该模型能满足强度、刚度及稳定性的要求，实用和美观结合体现了结构有形、创意无限的大赛主题思想。
二、本模型设计的六大特点说明1：预应力束管柱的制作与组合：由于加载过程中主要部位的竖向支撑柱为大偏心受压（即一侧受压一侧受拉），故在柱截面受拉一侧布置蜡线并且施加预应力。
由于管内预应力较大导致管体向受拉一侧均匀弯曲，则考虑使用普通纸管与预应力纸管通过纸带螺旋加箍束缚组合形成束管的方案消除预应力带来的初始偏心。
最终，在束管成型后，加载试验证明，该预应力束管柱较之相同截面尺寸的纸管柱抗压抗扭承载力可以提高1.2倍左右。
2：空间斜撑构成3个刚性面与分层连接板的布置方案：该框架结构以束管作为主要的受力构件，为提高整体性并减小受压束管的自由长度，我们采用分段合理增加空间斜撑并且使用纸板作为连接板的方案。
通过计算，我们把主要受压构件的自由长度控制在200mm以内，来降低失稳的可能性。
综合考虑水平加载方式和结构布置特点，我们通过空间斜撑在竖直方向上形成3个刚性面层并通过空间斜撑和连接板加强边柱与抗扭较好的中柱之间的连接，以此提高结构抗扭承载力和整体性。
空间斜撑中的另一大亮点就是位于第二层的刚性面刻意抬高避开底部斜撑形成偏心支撑有利于能量耗散。
众所周知，通过偏心柱段剪切屈服限制支撑受压屈服，从而保证结构有很好的的承载能力和良好的耗能性能。
我们正是利用这一点措施来增强结构底部抗弯能力。
3：Sap2000与PKPM建模并且对结构进行有限元分析与结构力学求解器的建模、分析、校核：通过Sap2000建立立体模型后并对空间结构进行弯矩、剪力和破坏形式的分析，并导出分析图与部分数据。
使用PKPM2005版本中的PM-CAD程序模块按照结构真实尺寸对结构进行分层建模形成计算简图、立面图、平面图、空间立体图，并且对四层进行组装形成整体结构立体图。
处理比较棘手的空间连接板时，我们将其抽象建模成为高度较小宽度较大的扁梁。
在内力计算过程中我们使用清华大学袁驷教授制作的结构力学求解器V2版本，对采用PKPM2005建模形成的计算简图进行内力分析计算来校核之前Sap2000分析结果。
4：蜡线结合白乳胶的节点固定：试验得出，蜡线浸透白乳胶充分干燥后，蜡线抗拉强度大大提高并且可塑成一定形状。
以此我们使用浸胶蜡线缠绕关键节点，使之形成一层外包的硬壳，增强杆件之间的连接。
5：加厚顶板的制作方案：考虑到加载点把弯剪扭均匀传递到下部支撑，加强各个承载点间共同协作的能力，我们制作了一块刚度较大的加厚顶板（尺寸见顶层平面图）由两张卡纸胶结而成。
此顶板间有一强化传力层，是通过两条长宽分别为400X80（mm）、250X80(mm)的两条加厚纸带十字交叉构成。
加厚纸带使用两层卡纸，卡之间布置浸胶蜡线网，蜡线内白乳胶干燥后刚度较大保证充分传力。
并在柱顶处的纸板内部再加一层50X50（mm）的方形块垫层于加厚纸带下部，保证顶板与柱顶紧密接触。
6：空间构件的合理布置组合提高结构的美观度与现代主义的建筑思想：伟大的建筑大师柯布西耶告诉我们“任何结构形态都具有二重性”。
我们将这一思想赋予到Babel Tower中去。
整体来看，首先，竖向承载束管与斜撑相辅相成形成均一个合理均衡的受力整体，也就是结构形态具有受力特性即理性逻辑。
其次，看似复杂又具有很强的逻辑性与视觉冲击力的空间斜撑与连接板的合理搭配，在于解释Babel Tower形态具有明确的几何特征即形态逻辑。
小处着眼，外露的空间斜撑和连接板的交错布置，体现了现代建筑主义简洁明快富有张力的风格，蕴含着一种结构和建筑相互结合的“建构美”，也映衬了歌德的那句话“建筑是凝固的音乐”。
竖向束管的缠绕纸带螺旋向上时隐时现使得结构别具一格、独具匠心。
加载点处布置简单合理传力均衡，结构底部与木工板的连接使用了束管连接以及斜撑连接使得结构给人以稳重踏实的感觉。
总之，在我组三人共同努力下，经过三个月的精心计划和概念设计，加之一个半月的认真制作、维护与改进，最终完成Babel Tower。
从承载设计到造型设计我们一直采用概念设计的理论指导思想围绕着“结构、协作、力与美”的主题，并且结合试验结果合理安排与组合空间。
在增强和扩展本专业知识和课外知识面的同时，我们相互分工协作。
从最开始的迷茫直至希望的出现，我们也始终不停的探索和努力从未气馁。
对于结构设计我们追求的是结构和造型的平衡，人与人之间的协作，理论与实际的结合，最终通过多于别人的努力付出用心完成我们自己的作品！也正因如此我们以Babel Tower命名我们的结构（Babel源自«圣经»第十一章，乘坐诺亚方舟幸免于洪灾的人类希望建造一座Babel通往上帝的住所与上帝见面，上帝认为人类过于骄傲便混乱了人类的语言，最终人类用毅力与智慧打动了上帝，Babel一词在希伯来语中也译作“将杂乱融合”）。
三、计算书理论分析说明1、材料的力学性能试验与分析：（1）、卡纸的抗拉强度：卡纸（单层0.3 mm）作为模型材料，受拉性能良好，抗撕裂能力差，抗弯压能力几乎为零。
制作长度为100mm、宽度为8mm的纸条试件3个，测试其质量和受拉极限荷载，然后计算出卡纸的密度和平均抗拉强度，见下表：（2）、蜡线的抗拉强度：蜡线作为模型材料，受拉性能良好，抗弯，抗压性能几乎为零。
制作长度为100mm单根蜡线试件3根，测试其质量和受拉极限荷载，然后计算出蜡线的线密度和单根蜡线极限荷载，见下表：（3）、空心杆的质量及轴心受压极限承载力：见下表（4）、结论（1）相同质量的图纸和蜡线，蜡线抗拉能力明显优于图纸，因此，模型中纯受拉构件应尽量使用蜡线或纸杆与蜡线的组合体。
从结构受力和材料特性角度来看，预应力构件的采用显得尤为重要。
（2）由试验可知，将纸张卷成内径10mm，外径12mm的圆筒，当长100mm时，可承受200N左右的压力。
可见，将纸折成圆筒并用乳胶粘结后，可承受一定的压力，但受长细比的限制，相同质量的纸杆，越短承载力越大，因此，模型中压杆自由长度应尽可能短，而且尽量不受弯矩作用。
上图为Sap2000制作的结构空间简化图。
四、Babel结构方案的计算书1、所选结构方案去除底部斜撑的三维图（PKPM建模）,图1。
2去除斜撑后的三维透视图（PKPM建模），图2。
3、立面图(CAD制图)，下图图3。
4、侧视图与俯视图（Sap2000制图），下图图4。
5、计算简化图（结构力学求解器制作图），下图图5。
5、在给定荷载形式作用下(竖直方向两边各5Kg,水平方向一侧10Kg)，内力分布情况图（结构力学求解器制图），图5，图6。
图5：轴力图水平施加98N力产生的轴力图图6：弯矩图·杆端 1 杆端 2单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩--------------------------------------------------------------------------------------------1 0.00000000 -49.0000000 -0.00000000 0.00000000 -49.0000000 -147.0000002 0.67394597 -43.9454052 -147.000000 0.67394597 -43.9454052 -234.8908103 -41.3817585 7.69877099 -224.770193 -41.3817585 7.69877099 -186.2763384 -5.09932655 -0.00000000 -0.00000000 -5.09932655 -0.00000000 0.000000005 -44.1613835 2.01851353 -35.8662703 -44.1613835 2.01851353 14.59656796 -40.6917757 6.31880543 -186.276338 -40.6917757 6.31880543 -123.0882847 -45.7463705 5.81480093 -123.088284 -45.7463705 5.81480093 -35.86627038 -42.6353512 -0.24179214 14.5965679 -42.6353512 -0.24179214 3.715921539 8.37271696 -2.56364667 -10.1206168 8.37271696 -2.56364667 -61.393550210 8.37271696 2.56364667 -61.3935502 8.37271696 2.56364667 -10.120616811 0.67394597 43.9454052 -234.890810 0.67394597 43.9454052 -147.00000012 0.00000000 49.0000000 -147.000000 0.00000000 49.0000000 -0.0000000013 -5.09932655 0.00000000 -0.00000000 -5.09932655 0.00000000 0.0000000014 -40.6917757 -6.31880543 -123.088284 -40.6917757 -6.31880543 -186.27633815 -41.3817585 -7.69877099 -186.276338 -41.3817585 -7.69877099 -224.77019316 -45.7463705 -5.81480093 123.088284 -45.7463705 -5.81480093 35.866270317 -44.1613835 -2.01851353 35.8662703 -44.1613835 -2.01851353 -14.596567918 -42.6353512 0.24179214 -14.5965679 -42.6353512 0.24179214 -3.7159215319 -5.12729334 -0.00000000 0.00000000 -5.12729334 -0.00000000 0.0000000020 -6.50725890 -0.00000000 0.00000000 -6.50725890 -0.00000000 -0.0000000021 -6.50725890 0.00000000 -0.00000000 -6.50725890 0.00000000 0.0000000022 -9.67723295 -0.00000000 0.00000000 -9.67723295 -0.00000000 -0.0000000023 -9.67723295 0.00000000 -0.00000000 -9.67723295 0.00000000 0.0000000024 -12.7292974 -0.00000000 0.00000000 -12.7292974 -0.00000000 -0.0000000025 -1.17795046 -0.00000000 -0.00000000 -1.17795046 -0.00000000 -0.0000000026 -1.54284840 0.00000000 0.00000000 -1.54284840 0.00000000 -0.0000000027 -1.17795046 -0.00000000 -0.00000000 -1.17795046 -0.00000000 0.0000000028 -1.54284840 0.00000000 -0.00000000 -1.54284840 0.00000000 0.0000000029 -1.68297137 -0.00000000 0.00000000 -1.68297137 -0.00000000 0.0000000030 -2.64164504 -0.00000000 0.00000000 -2.64164504 -0.00000000 -0.0000000031 -1.68297137 -0.00000000 -0.00000000 -1.68297137 -0.00000000 -0.0000000032 -2.64164504 -0.00000000 0.00000000 -2.64164504 -0.00000000 -0.0000000033 -0.73427344 0.00000000 -0.00000000 -0.73427344 0.00000000 0.0000000034 -0.73427344 0.00000000 0.00000000 -0.73427344 0.00000000 -0.0000000035 -2.15813549 -0.00000000 0.00000000 -2.15813549 -0.00000000 -0.0000000036 -2.15813549 0.00000000 -0.00000000 -2.15813549 0.00000000 0.00000000杆端 1 杆端 2单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩--------------------------------------------------------------------------------------------1 6.35882757 -58.3674226 142.637597 6.35882757 -58.3674226 -586.9551852 84.4765950 -61.1403387 553.546551 84.4765950 -61.1403387 -210.7076823 58.3674226 6.35882757 -142.637597 58.3674226 6.35882757 -47.25518374 73.5302676 10.8595619 -47.2551837 73.5302676 10.8595619 115.6382465 73.5302676 -7.38993352 115.638246 73.5302676 -7.38993352 4.789243366 110.605572 23.5061539 4.78924336 110.605572 23.5061539 239.8507837 110.605572 -8.47252790 239.850783 110.605572 -8.47252790 70.40022518 150.565095 16.5021741 70.4002251 150.565095 16.5021741 482.9545799 2.77291614 78.1177675 -1140.50173 2.77291614 78.1177675 -749.91289910 0.18531397 43.4451576 -749.912899 0.18531397 43.4451576 -315.46132211 0.18531397 78.2769954 -315.461322 0.18531397 78.2769954 858.69360812 0.32177108 51.3976974 858.693608 0.32177108 51.3976974 2143.6360413 0.18768121 64.9712891 2143.63604 0.18768121 64.9712891 5067.3440514 -61.1403387 13.5234049 -210.707682 -61.1403387 13.5234049 -7.8566092715 -73.7155816 8.86344258 -7.85660927 -73.7155816 8.86344258 125.09502916 -73.7155816 -7.91365315 125.095029 -73.7155816 -7.91365315 6.3902321317 -110.927343 23.0961486 6.39023213 -110.927343 23.0961486 237.35171818 -110.927343 -8.36435924 237.351718 -110.927343 -8.36435924 70.064533319 -150.752777 16.5265366 70.0645333 -150.752777 16.5265366 483.22794920 24.2723951 -0.00000000 -0.00000000 24.2723951 -0.00000000 0.0000000021 -14.4528218 -0.00000000 0.00000000 -14.4528218 -0.00000000 0.0000000022 20.3790159 -0.00000000 0.00000000 20.3790159 -0.00000000 -0.0000000023 -20.1302105 -0.00000000 0.00000000 -20.1302105 -0.00000000 -0.0000000024 -18.2494955 0.00000000 0.00000000 -18.2494955 0.00000000 0.0000000025 48.2612314 -0.00000000 0.00000000 48.2612314 -0.00000000 0.0000000026 16.7770957 0.00000000 -0.00000000 16.7770957 0.00000000 0.0000000027 -48.4388588 -0.00000000 0.00000000 -48.4388588 -0.00000000 -0.0000000028 31.4605078 0.00000000 -0.00000000 31.4605078 0.00000000 -0.0000000029 -46.9640484 -0.00000000 0.00000000 -46.9640484 -0.00000000 -0.0000000030 47.1221736 0.00000000 0.00000000 47.1221736 0.00000000 0.0000000031 -31.9786818 0.00000000 -0.00000000 -31.9786818 0.00000000 0.00000000 综合以上数据与反复实验，在结构两侧竖向加载7.26KG的前提下，水平荷载约为150N。
结构设计大赛说明书
结构简介本结构选用飞燕式拱桥型，如下图所示，其中主跨采用拱形，边跨为半拱，拱顶与桥面梁大部分用竖杆连接，中央部分为实腹。
因全桥正面形似一展翅飞燕，故而得名。
结构基本尺寸主跨960mm，边跨330mm，矢高250mm，桥宽170mm，墩长270mm结构选型一．木材的抗弯与抗压强度大于其抗拉强度，而拱桥可以充分利用其抗弯与抗压强度。
二．加载装置桥墩处为固定端连接，地基条件良好，可以充分利用地基提供的推力与弯矩三．考虑到实际情况，在跨径不大的情况下选用拱桥较为符合实际四．拱桥桥型美观基于以上原因，选用拱桥荷载分析一. 由于结构只承受一个车辆，并且重量有限，故忽略车轮作用于桥面板的变形，认为桥面受到的是4个集中荷载F=0.25G.二.车辆运动的时候为缓慢运动，故不考虑冲击产生的荷载，假设为静荷载。
内力分析一．计算简图红色标注为荷载，黄色为约束，粉色为方向二.计算方法1．采用有限元分析桥梁受力过程。
2.采用商用软件ansys 。
3.模型中间由于杆件连接比较密实，故简化为实体分析。
4.有限元划分网格如图所示。
5.本模型中的竖向杆件采用link8的单元属性，拱轴和桥面横向杆件采用beam4的单元属性，桥面板采用shell63,，实体采用solsh190的单元属性。
6.实参数为桐木材料的力学参数7.截面属性，拱轴采用3个28X5的木条粘接，总面积为28X15。
竖向杆为14X10。
桥面的杆的截面为2个. 28X5的木条粘接，总面积为28X10. 8.利用在ansys 中加上4个F=1N 的荷载等效车辆，求出结构的内力分布，找出最危险点，并用杆的稳定性进行折减材料的极限抗压强度，从而反推出极限的承载能力。
公式如下=4QFσϕσ⨯⨯极限图 。
三.计算过程采取桥头，桥墩，四分之一跨径，二分之一跨径处为控制截面。
1. 桥头的分析荷载以及约束如图所示（4个荷载大小都为F=1）竖向应力及变形图木头的抗压极限强度为σ极限=18MPa 。
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。
结构大赛计算书
结构设计大赛计算书飞扬队：吴林昊土木12班杨银辉土木12班惠少波土木12班唐少锋机械02班一、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，单向简谐动载加载形式和静力加载大小要求等方面出发，结合节省材料，经济美观，承载力强等特点，采用比赛提供的白卡纸，木质板，白胶粘结剂精心设计制作了“炮之楼”结构模型，节点连接为该模型的一大亮点。
1、方案构思模型主要承受55N以上竖直荷载和一定的水平动载，竖直荷载较容易满足，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。
（1）本结构主要构思是想利用三根柱子的轴力来抵抗荷载的作用（2）设计的总原则是：尽可能的利用细杆来提高柱子的承载力，并利用白卡纸的抗拉性能，及抗压性能来抵抗荷载的作用。
2、结构选型2.1结构外形结构上平面为边长240*240mm的正方形，底面在半径为200mm的圆上，整体为相似三角形，内部采用空间桁架结构加强稳定性。
2.2材料截面选择圆柱抗压效果较好，我们用圆型柱承受水平动载，圆柱型梁连接。
主体承力圆型柱尺寸4*15mm，外围由16*10mm矩形梁连接，增强整体稳定性。
2.3节点设计主体框架结构相交的节点由于柱和梁都是圆柱形，采用在圆柱外节点处加厚处理，将梁卡入其中保证其上下不产生位移，在其左右用小圆柱黏合在圆柱外卡在梁的左右侧使其不产生水平位移。
圆柱和板的连接，对柱的底部加粗，在其外围加厚，增大和板的接触面积，用白胶进行粘结。
纸条的作用是用来保持平面稳定，给梁产生一个反向拉力，使整体结构稳定。
二、结构设计计算根据本次比赛的加载规则，荷载有竖向静载荷水平动载，考虑到结构尺寸所能承受荷载的能力，需对本结构进行受力分析，在进行荷载分析时将静载和动载简化为三个均分集中荷载，通过计算来对相对薄弱部分作相应的加固，使得材料得到充分合理的利用。
结构加载5.5~15kg质量的砝码，根据受力特点及结构形式，将荷载简化为四个相等的集中力，分别同时施加在结构的三四根承重柱上。
第七届全国大学生结构设计竞赛说明书
第七届全国大学生结构设计竞赛设计说明书参赛学校：大连交通大学队名：致青春作品洛称：飞天指导老师：王生武参赛队员：谭亚琪高一李世豪目录一、设计说明 (2)1. 1概述 (2)1.2材料性能分析 (2)1. 2. 1 竹材 (2)1.2.2 胶水 (3)1.2. 3热熔胶 (3)1.3结构选型 (3)1.4模型效果图 (5)二、结构计算 (6)2.1手工计算 (6)2.1. 1 静载计算 (6)2. 1. 2 动载计算 (8)2.2结构力学求解器 (10)2. 2. 1静载计算 (10)2. 2. 2动载计算 (11)三、手工工艺 (13)3. 1杆件的制作 (13)3.2节点的制作 (14)四、参考文献 (14)一设计说明1.1概述第七届全国大学生结构设计竞赛要求参赛队设计并制作一双竹结构高跷模型，并进行加载测试。
采用逆推法进行分析，从加载方式入手。
模型的加载分为静加载和动加载两部分，静加载的荷载值为参赛选手的总重量，以模型荷重比来体现模型结构的合理性和材料利用效率；动加载通过参赛选手进行绕标竞速来判断模型的承载能力。
从中得岀几个关键点，想要取得好成绩，制作的作品一定要“轻”、“稳”、“快”。
以“稳”为主，保证做出的模型结构稳定，在大方向上不要岀错。
其次，结合人体的运动方式，使制作的模型走起来尽可能的“快”。
最后，通过反复的实验、理论计算，对模型进行减重。
对于模型制作过程，需要重点注意一下几点：1、制作完成后的高跷结构模型外围长度为400mm±5mm,宽度为150mm±5mm ,高度为265mm±5mm ,模型底面尺寸不得超过200mmxl50mm的矩形平面。
2、踏板只通过A、B、C三根木条传力。
3、材料的性能，包扌舌竹皮、胶水、踏板等。
4、模型底面是否能承受运动时的冲击力。
1. 2材料性能分析1. 2. 1竹材本次大赛中使用的竹材均为复压竹皮，有三种规格：1250*430*0. 50mm、1250*430*0. 35mm和1250*430*0. 20mm,竹材有顺纹和横纹，顺纹强度非常高，弹性模量l.OX 104MPa,抗拉强度60MPa。
22年结构大赛计算书
22年结构大赛计算书
一、设计说明
根据大赛规则要求,我们从结构形式所体现出的简短明势的风格的基础根据低的一些力学性质，充分考忠结构的整体受力情况;最终我们从受力最好的最简单的三角形入手结构的整体外型是双层"w形,在粘接睛板后，结构主体据架多为三角形，提高了结构的稳定性。
同时为提商结构的的承敬力，适合地在主要整向承载都位采用实心杆件，井用根面尺寸较小的细杆将其中部相连,提高其抗弯性能，尽量防备结构因失稳而发生损坏。
二、结构选型
由于三角形拥有较强的稳定性，而且在平面上容易找平，我们选择三角形为主体结构框架。
桁架受力平均简单，仅受轴力受力明确，相互协调性好，便于材料性能的发挥，理论上应优先采用空间桁架结构，但由于在结构中实现杆件绞接十分困难，且难以保证节点处的强度。
所以最终结构中的节点均采用刚节点。
刚节点的缺点是传达弯矩，削弱了结构的稳定性，但这-缺点能够经过增添垂直于杆件轴向的支撑，来提高其稳定性和承载力。
同时，刚节点抗变形能力强，承载能力大，关于抵挡动荷载的损坏十分有帮助。
三、模型假定
1、假定杆件材料连续平均
2、假定踏板拥有一定刚度，上部荷载经过踏板平均传达到粘接在踏板下部的三根横梁上。
结构竞赛计算书
结构竞赛计算书
设计思路
本次竞赛模拟吊脚楼建筑抵挡泥石流、滑坡等地质灾害的情况，要求我们以竹片为材料制作一个吊脚楼模型，抵抗从高处落下的质量球的冲击。
（1）立柱
我们的设计首先由立柱开始，我们综合自己的想象和工程实例以及本次赛题的实际情况，决定采用工字型立柱，其中翼板的方向垂直于小球的前进方向，如图所示
因为本次的模型需要从侧面抵挡来自小球的冲击，所以让翼板的方向垂直于小球冲击的方向，就可使尽可能多的材料承受冲击，提高承载能力。
此外，工字截面杆可在利用较少材料的前提下达到刚度和稳定性的要求。
综上，我们选择了工字型杆作为立柱。
（2）梁
我们决定采用工字型梁，两根梁与柱连接时，其中一根梁与工字柱的槽相接，具体做法是在工字梁的槽中塞入由竹片叠成的小短柱，将一根梁架在短柱上；另一根柱与梁的翼板相接，之后在梁柱连接处加入垫块加
（3） 板
板厚0.05mm ，制作时直接搭在梁上，最后楼层的平面图如图所示
为了保证装机板端头的有效接触面积，我们准备在一层的梁外侧加上一块板，扩大接触面积，并在梁与工字型柱间的缝隙中加入垫块以加固。
材料表
共需要四块1250*430的竹板
第一块板（柱和四根梁）柱1000*132*4 梁215*104*4 第二块板（12根梁）梁215*104*4 + 200*104*8
第三块板（板和加固零件）板240*240*9
第四块板备用和其他零件。
第六届全国大学生结构设计竞赛计算书-山东大学
第六届全国大学生结构设计竞赛作品名称：xxxx参赛学校：山东大学参赛队员：xx(土木工程)xx(土木工程)xx(土木工程) 指导老师：xx理论分析计算书目录一前言 (3)二设计说明 (4)1 方案构思 (4)2结构选型 (5)3结构特色 (6)三设计方案 (8)1方案基本假定 (8)2 模型结构图 (9)3主要构件材料表 (10)四结构设计计算 (12)1有限元模型建立 (12)2 静力分析 (12)3 动力分析 (14)4结构计算总结 (17)5 承载能力估算 (17)五结束语 (18)六参考资料 (19)前言吊脚楼是中国西南地区的古老建筑，最原始的雏形是一种干栏式民居。
当人类的记忆尚处于模糊不清的原始时代的时候，有巢氏创造的吊脚楼就作为最古老的民居登上了历史舞台。
建筑是人类智慧的结晶，是凝固的音乐，是艺术的绽放。
毫无疑问，结构是建筑的根本。
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较高，吊脚楼的结构设计则成为了重中之重。
第六届全国大学生高校结构设计竞赛是一个极富现实意义，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，提升大学生的责任担当，更好地去思考建设的结构。
这次比赛无疑给我们建立了一个理论联系实际的平台，将理论知识用于与实际问题的解决之中，为社会问题建言献策。
通过本次比赛，我们不仅会锻炼我们自己的思考能力，加深入了对理论知识的理解，还会跟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。
二设计说明本次结构设计竞赛以我国传统山地民居吊脚楼建筑抵抗泥石流、滑坡等地质灾害为题目。
根据题目的要求以及实际情况做简化和模拟，可得基本模型：一个四层吊脚楼框架结构模型，要能够承受一定的竖向静荷载和水平冲击荷载，竖向荷载由附加配重钢板实现，水平冲击荷载为用质量球模拟泥石流或滑坡，撞击吊脚楼模型一层楼面。
结构模型大赛计算书
第十一届结构设计竞赛计算书队伍名称：1作品名称：2队伍成员：3目录一、设计说明 (4)1.1概述 (4)1.2材料性能分析 (4)1.2.1 竹材 (4)1.2.2 胶水 (5)二、结构方案概念设计 (5)2.1概述 (5)2.2框架设计 (5)三、模型制作设计与构造 (6)3.1总设计效果图 (6)3.2主要连接图 (8)四、结构计算分析 (11)4.1迈达斯软件模型电算 (11)五、模型重量及材料表 (23)5.1材料表 (23)六、施工流程说明 (24)七、关键问题及对策预案 (25)八、参考文献 (25)一、设计说明1.1 概述本次竞赛模型为一大跨度结构，采用竞赛组委会提供的规格的木质材料和502胶水制作，具体结构形式不限。
此次跨度结构需满足竞赛组委会规定的净空要求: 下底宽500mm，净高165mm，侧高75mm，上底宽250mm；使用净空的平面宽度为300mm；并且比赛设有加载测试，需通过加载测试后，以各组模型重量为标准得出模型得分。
竞赛的目的是为了在全面满足竞赛要求的前提下，通过合理设计模型的结构形式实现较大的结构强度、刚度以及稳定性，以承受静荷载和横向动荷载的作用，并且做到整个结构的质量尽可能小。
整个分析设计过程需要综合运用结构力学和材料力学等相关的知识。
1.2 材料性能分析1.2.1 木材本次竞赛中使用的木材均为桐木条，有三种规格：2×2mm、2×4mm、2×6mm、2×8mm、1×55mm、5×8mm。
木材有顺纹与横纹之分，顺纹力学性能较好，抗拉强度达到60MPa，横纹力学性能则较差。
在设计与制作过程中，我组充分利用木材顺纹的抗拉性能，尽量减小对木纤维的破坏。
与其它材料相比，木材的延性较好，设计时做了充分的考虑。
1.2.2 胶水根据赛题规定，502 胶水用作主体结构的粘结，涂胶的质量直接影响整个结构的性能，涂胶时应做到少量、均匀。
全国结构设计大赛计算书完整版
全国大学生结构设计大赛计算书作品名称：参赛学校：参赛队员：专业名称：指导教师：全国大学生结构设计竞赛组委会目录第1 部分设计说明书 (2)1.1 结构选型 (2)1.2 特色说明 (3)第2 部分设计方案图 (4)2.1 结构总装配图 (4)2.2 构件详图 (5)2.3 节点详图 (6)2.4 方案效果 (7)2.5 铁块分布 (7)第3 部分设计计算书 (10)3.1 计算模型 (10)3.2 结构计算假定及材料特性 (10)3.2.1 计算假定 (10)3.2.3 构件截面尺寸 (11)3.2.4 材料力学性能 (11)3.3 结构动力分析 (12)3.3.1 计算模型建模 (12)3.3.2 模态分析 (12)3.3.3 时程分析 (14)3.4 结构极限承载力计算 (16)3.5 计算结论 (18)参考文献 (20)第 1 部分设计说明书··1.1 结构选型根据本次竞赛要求，该竹制结构模型需要经受三次不同强度大小的地震考验，分别以不发生破坏、不发生梁柱等主要构件破坏和不坍塌为评判标准，并不参考结构在地震效应作用下的侧移反应。
因此不必选用抗侧刚度较大的结构体系，从而达到节省材料、减小地震时地震力的作用；由于比赛规则限制，上层部分的平面内部竖向构件到底层时无法落地，造成竖向抗侧力构件不连续，因此不利于结构选用核心筒等抗侧力结构体系；综上，将该结构模型的结构形式定为框架结构。
由于模型加载时采用的铁块为长方体，且屋面水箱底部为正方形。
为方便加载，将模型的各层平面设计为正方形。
同时，为减小结构在地震作用下产生扭转作用，将竖向构件分别布置在四个角点，使其沿平面主轴对称。
各竖向构件底部间距均取规则所允许的最大间距，使结构的高宽比达到最小，最大程度减小了地震引起结构的倾覆作用。
按照结构在地震作用下的剪力与弯矩上小下大的基本分布规律，将模型的平面尺寸依次减小，使结构竖向刚度从上到下均匀增大，使模型外形更接近于弯矩的分布，使各杆件内力分布更合理。
结构设计大赛说明书
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 (1)1.2.1 竖向承重体系 (1)1.2.2 横向抗侧力体系 (2)1.3 方案效果图 (2)2 结构建模及主要计算参数 (3)2.1分析假定 (3)2.2材料分析及几何模型 (3)2.2.1 材料分析 (3)2.2.2 几何模型 (4)2.3有限元建模 (7)2.3.1 单元选择及结点处理 (7)2.3.2 静动力参数 (7)2.3.3 有限元分析模型 (7)3 结构受荷分析 (11)3.1静力分析 (11)3.1.1 位移 (11)3.1.2 内力 (11)3.2水平荷载与竖向荷载共同作用 (12)3.2.1位移 (12)3.2.2内力 (13)3.3 承载能力的优化与极大值估算 (13)4 节点构造 (14)4.1支座节点 (14)4.2梁柱节点 (15)5 模型加工图及材料表 (15)5.1模型加工图 (15)5.2材料表 (16)附件 A 模型及节点实物图 (17)1 结构选型1.1需求分析本次结构设计竞赛赛题为采用白卡纸和乳白胶作为主要材料，蜡线作为辅助材料，制作一个至少两层、两跨的建筑结构模型，要求所制作的模型能够承受竖向和水平方向的静荷载，而且模型的变形位移不能超过赛题规定。
考虑到材料及结构形式，竖向的位移要求应该比较好控制，而水平方向的位移控制可能会成为难点。
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。
1.1.1 力学（1）竖向静力荷载结构承受的竖向静力荷载主要由梁柱承担，最终传力到基础。
理想状态下模型的竖向承载能力很大，但考虑到水平荷载的影响，模型的制作工艺等，竖向荷载不应选取最大值，而应选取最优值。