结构力学设计竞赛计算书

2014年第二届湖北省大学生

作品名称：奈何桥

学校名称：长江大学工程技术学院学生姓名：胡军亚黄亮亮马先亮

理论分析计算书目录

一、设计说明 (1)

1、结构体系 (2)

2、节点设计 (2)

3 、制作处理 (2)

4、设计假定 (2)

二、方案图 (2)

1、正视图 (2)

2 、侧视图 (3)

3、模型实物图 (3)

三、结构设计计算书 (3)

1、结构选型 (3)

2、主要构件详图 (3)

3 、荷载分析 (4)

4 、计算简图、内力和位移分析 (4)

5 、承载能力估算 (7)

四、参考资料 (7)

一、设计说明书

根据竞赛规则要求，我们从模型的用材特性、加载形式和制作方便程度方面出发，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材料，乳胶作为粘结剂，精心设计制作了该大跨结构模型。

1、结构体系

主体为框架结构体系：梁、柱和斜杆的组合，作为该大跨结构模型的压弯系统，承担结构的整体受弯、受压和抗剪；圆形柱承受结构竖向荷载；斜杆承受结构的抗拉和抗压。

2、节点设计

将横梁和中间柱的接头做成T型接头与柱和梁连接；将柱刻槽与主梁和底座连接，再在

相交处塞入实心圆柱来增大接触面积；用Y型实心接头连接斜杆与主梁。斜杆与底座和主梁

的交接处，将斜杆切斜面，粘结在一起，增强整体稳定性。

3、制作处理

在制作过程中使模型整体向上微拱，使梁尽可能受压力而少受弯，有利于梁的稳定和减

少挠度。且在结构制作完成后，在结构的表面刷上一层薄薄的乳胶，这样既可以增加材料的

抗弯性能，还可以使材料本身的一些缺陷、小裂纹等粘和起来，避免其成为应力集中点，或

周期载荷的破坏起始点。

4、设计假定

（1）白卡纸材质连续，均匀；

（2）梁、柱、斜杆之间结点为刚结；支座为固定支座。加载时竖直静荷载以集中力的形

式作用在顶部指定的节点上。

（3）杆件计算时采用钢结构的计算模式；

根据以上假定，通过结构力学求解器建立计算模型，所得的内力和位移作为构件设计的

依据。

二、方案图

1、正视图(如下图)

2、侧视图(如左图)

3、模型实物图

三、计算书

1、结构选型

采用框架结构形式。结构以圆形柱与基础连接处为主受力，采用局部加强措施。结构主要解决材料抗弯性，抗压性较差的问题。通过对支撑点以及节点处的加强，结构可以做到结构自重相对较轻，体系的刚度和形状稳定性相对较大。

2、主要构件详图

3、载荷分析

根据本次比赛的加载规则，考虑最不利情况取荷载作用时最危险截面进分析。为竖向载荷下的最大位移处为最危险情况，另外加载时的不均匀性、制作过程中的等不利因素的影响，采取在制做时适当加强构件的措施，计算时不予考虑。

4、计算简图、内力和位移分析

以下的所有载荷单位均为N ，长度单位mm，力矩单位N/M

受力图：

正视图(如下图)

轴力图(如下图)

弯矩图(如下图)

剪力图(如下图)

位移图(如下图)

侧视图(如上图)

弯矩图(如上图)

剪力图(如下图

)

轴力图(如下图)

位移图(如下图)

5、承载能力估算

经过对材料的分析在竖向荷载为50N荷载作用下，结构构件安全，在承载能力极限状态下。

四、计算书

1、袁驷编著，程序结构力学，北京：高等教育出版社，2009年

2、袁驷编著，结构力学求解器（软件），北京：高等教育出版社，2009 年

3、龙驭球编，结构力学教程（I ），北京：高等教育出版社，2009年

模型做如下改进

改进方案1

改进方案2

按人头哥的发动机啊啥的是否家具啊A级爱就爱啊的安防飞发达反倒是反倒是飞啊飞的首付款啦爱上的飞洒东渡扶桑发达撒发生师范大学范德萨师范大学水电费凡事都发生的飞洒上大水电费范德萨放大镜按时垃圾了解啊就阿里剑法哦i热爱款到即发啊一、设计说明书儿童歌鹊哥对光啊啊啊啊啊啊阿尔