结构设计大赛设计方案
2024年桥梁设计大赛设计方案

2024年桥梁设计大赛设计方案一、背景介绍随着人口的不断增加和城市化进程的加快,现代城市对于交通和基础设施建设的需求越来越迫切。
桥梁作为城市交通的重要组成部分,连接起城市的各个区域,具有重要的交通功能以及城市形象的代表。
因此,在设计桥梁时需要考虑到交通的便利性、安全性以及美观性等多个方面的因素。
二、设计目标我们的设计目标是设计一个具有创新性、可持续发展的桥梁,满足以下几个方面的要求:1.交通便利:能够顺利连接城市各个区域,缓解交通压力,提高交通效率。
2.安全可靠:结构稳定,具备良好的抗震、抗风等能力,确保行人和车辆的安全。
3.可持续发展:设计中充分考虑环境保护和节能减排等方面的因素,尽量减少对环境的影响。
4.美观大方:设计符合城市的整体风貌,能够成为城市的地标建筑,提升城市形象。
三、设计方案基于以上的设计目标,我们提出以下设计方案:1.创新设计:通过结合现代科技和建筑材料,采用创新的桥梁设计理念,使桥梁具有独特的外观和造型。
例如,可以运用新型材料,如碳纤维和高强度玻璃等,来设计桥面和桥身,使其具有轻巧、透明的特点。
2.多功能设计:考虑到城市交通的多样性,我们设计的桥梁将具备多种功能,例如行人通行、自行车道、车辆通行等。
为了提高通行效率,我们将设置多层桥面,以满足不同交通工具的需求。
3.绿色环保:在桥梁设计中,我们将采用环保材料,如可再生能源和可回收材料等,以减少资源消耗和对环境的影响。
同时,我们将设计出绿色景观,如植物园和垂直绿化等,以增加桥梁的美观性和生态性。
4.智能化设计:拥抱智能交通时代,我们将在桥梁设计中加入智能化元素,如智能感应设备、智能控制系统等,以提高桥梁的安全性和交通效率。
例如,通过智能感应设备可以实时监测桥梁的使用情况和结构状态,及时发现问题并提醒相关部门进行维修。
四、设计实施1.需进行市场调研,了解当地的交通状况和城市发展趋势,根据实际需要确定桥梁的功能和设计要求。
2.进行桥梁结构设计,包括桥面、桥身和桥墩等,根据实际情况选择合适的材料和结构形式。
结构设计大赛计算书

结构设计大赛计算书结构设计大赛计算书结构设计大赛是一项旨在考察参赛者对于结构设计原理和实践能力的比赛活动。
参赛者通过设计、计算和模拟结构的方法,展示自己的创造力、工程素质和解决问题的能力。
本文将从浅入深,从设计思路到实际实施,介绍结构设计大赛的相关内容。
首先,结构设计大赛的成功与否与参赛者的设计思路有着密切的关系。
设计思路是指在结构设计过程中,参赛者根据任务要求和限制条件,通过合理的分析和策略,形成一种可行的设计思想。
参赛者应该注重综合考虑结构的安全、经济和实用性,灵活运用不同的结构设计方法,如梁结构、桁架结构、柱状结构等,以满足工程要求。
其次,结构设计大赛的计算工作至关重要。
参赛者需要根据设计思路,对结构进行力学分析和计算。
力学分析包括结构的受力情况、应力分布和变形特征等。
参赛者需要熟练掌握结构力学的相关原理和计算方法,如静力学、动力学和弹性力学等。
通过准确的计算,可以充分评估结构的可靠性和安全性,为设计提供科学依据。
此外,参赛者还需要利用计算机进行结构的模拟和优化。
计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助工程(CAE)技术的应用,能够帮助参赛者快速生成结构模型,并进行力学仿真和优化计算。
参赛者可以通过不断调整结构参数、材料选型和构件布置等,寻找最佳的设计方案。
同时,计算机模拟也可以为结构设计提供详细的结果数据,方便参赛者进行结果分析和展示。
最后,结构设计大赛还强调参赛者对于结构实施的指导意义。
结构设计不仅仅是理论上的构思和计算,更需要考虑实际的施工和使用情况。
参赛者应该重视工程实践,了解结构施工工艺和材料特性,提供合理的施工指导和建议。
只有结构设计与实际实施相结合,才能确保设计方案的可行性和有效性。
综上所述,结构设计大赛是一项需要参赛者具备全面能力和创新思维的活动。
通过设计思路、力学计算、计算机模拟和实施指导四个方面的全面考察,参赛者可以充分展现自己的结构设计才能和应对问题的能力。
希望广大参赛者能够在结构设计大赛中充分发挥自己的潜力,为工程领域的发展贡献力量。
北京市高中生技术设计创意大赛 悬臂梁结构模型设计与制作

挑战极限----承重竞赛 该项目是完成了悬臂梁模型的制作,并通过基本 承重测试以后,挑战更高水平的承重极限。由选手自 己确定承载的质量,有两次承重测试的机会,取一轮 最佳成绩确定名次。
超级链接----组合创作 该项目是指在完成悬臂梁模型的制作,并通过基 本承重测试以后,要改变最初的组队形式,以抽签的 方法确定链接对象组成新的挑战队,选手自主选项确 定预设目标。然后进行悬臂梁模型作品的链接组合、 设计,实现作品的再创作,并按规则完成各项任务功 能目标。评委根据预设目标达成度以及任务完成的情 况确定最终成绩。
(二)竞赛规则 1.悬臂梁模型制作技术要求及规则 ⑴.以学校为单位组队参赛,每队由3---5名选手组成。 注:其中挑战极限承重测试二人,超级链接组合创作三 人。 ⑵.悬臂梁结构模型制作是,要求选手使用大赛组委会 统一提供的材料、器材及粘接剂,不得使用劈开的型材, (局部的加强除外)不得使用自带材料、器材粘接剂。 注:现场可以提供充电式手电钻。
⑶.现场制作时间为三小时,其他人不得进入,不得有 任何形式的场外指导,否则取消参赛资格。 注:制作结束后由裁判组封闭竞赛场地,清点登记作品。
⑷.悬臂梁结构模型最大自重为70克(含70克) 要求模型结构设计制作完整,其一端能与测试台 配合固定,另一端要确保可以与悬挂线连接,比 如有凸起的凹槽,或者是用打孔的方式。 ⑸.制作完成后的悬臂梁模型作品都需通过3公 斤的承重测试,测试成功后方可晋级参加挑战极 限,超级链接项目的竞赛。
2.挑战极限---承重竞赛规则及竞赛办法 ⑴.抽签决定竞赛顺序。选手自由选择确定承载 质量并填写承重测试申请表格,承载质量在承 重过程中不得更改。选手有两次承重机会,取 一轮最佳成绩确定最终结果。
结构设计方案

结构设计方案
结构设计方案是指在建筑设计项目中,依据建筑功能和空间需求,对建筑的结构承载力、稳定性、耐久性和安全性进行设计的方案。
结构设计方案的设计思路:
1. 首先,需要根据建筑的功能和使用需求,确定建筑物的结构类型,如钢结构、混凝土结构或木结构等。
同时,还需考虑到建筑物的形态、样式和周围环境的协调性,确保结构设计方案与整体建筑风格相符。
2. 其次,根据建筑的荷载情况,包括自重、活载和风载等荷载,进行结构设计的计算和分析。
需要考虑到不同构件的受力情况,确定结构的受力路径和荷载传递方式,以保证结构的稳定和承载力。
3. 然后,根据结构设计的计算和分析结果,确定结构的主要构件尺寸和材料。
需要考虑到构件的强度、刚度和稳定性等因素,选择合适的材料和尺寸进行设计。
同时,还需进行构件的连接设计,确保各构件之间的连接牢固可靠。
4. 此外,在结构设计方案中,还需考虑到建筑物的耐久性和安全性要求。
需要对结构材料进行保护设计,以防止材料的老化和腐蚀。
同时,还需考虑到建筑物的防火和防护要求,确保建筑物在火灾和自然灾害等情况下的安全性。
5. 最后,需要对结构设计方案进行详细的绘图和说明,以便建
筑施工人员和监理人员能够清晰地理解和执行。
同时,还需与其他相关设计方案进行协调,如建筑、给排水、电气等设计方案,确保各方案之间的协调性和兼容性。
总结起来,结构设计方案是建筑设计中的重要一环,通过对建筑结构的计算、分析和设计,保证了建筑物的稳定性、承载力和安全性。
它是建筑设计中不可或缺的一部分,对于建筑物的成功实施和长期使用具有重要意义。
结构设计方案范文

结构设计方案范文结构设计是一个系统工程,需要综合考虑各种因素,包括功能需求、技术要求、经济性、可靠性、安全性等,以实现最优的设计方案。
以下是一个关于结构设计方案的例子。
题目:建筑物的结构设计方案一、项目背景介绍建筑物是一个多功能商业综合体,包括商场、写字楼、酒店等,总高度为300米,地上80层,地下2层。
本项目的结构设计方案应考虑到建筑物的安全性、稳定性、经济性和美观性等方面的要求。
二、结构设计方案1.结构形式选择考虑到建筑物的高度和多功能要求,采用钢结构与混凝土结构相结合的复合结构设计方案。
即地下1-2层、地上1-30层采用钢结构,地上31-80层采用混凝土结构。
2.钢结构设计方案(1)框架结构:地下1-2层、地上1-30层采用钢框架结构,具有较高的强度和稳定性。
钢结构采用优质钢材,采用焊接连接,保证结构的强度和刚度。
(2)抗震设计:结构设计方案应充分考虑抗震性能,采取合适的抗震措施,包括加固柱子和加强梁柱节点的抗震能力。
(3)防火设计:由于建筑物的高度,防火是一个重要的考虑因素。
结构设计方案应采用防火材料,并设置相应的防火隔断,以确保建筑物在火灾情况下的安全性。
3.混凝土结构设计方案(1)楼板设计:地上31-80层采用钢筋混凝土楼板,通过梁柱连接提高楼板的承载能力。
(2)墙体设计:采用特殊设计的外墙,既能满足建筑物的外观美观要求,又能提供足够的强度和稳定性。
(3)抗震设计:地上31-80层的混凝土结构应采取合适的抗震措施,包括加固柱子和加强梁柱节点的抗震能力。
4.结构连接设计结构连接是复合结构设计中的重要环节,应采用可靠的连接方式,确保不同结构部分之间的协调和相互支撑。
5.结构耐久性设计结构耐久性设计应采用抗腐蚀、防水、防潮等措施,延长建筑物的使用寿命。
6.结构审查和验收在结构设计方案完成后,进行结构审查和验收,确保设计方案符合国家及行业的相关标准和规范。
三、建设效果预测结构设计方案经过合理设计和施工后,预计可以满足项目的功能需求和技术要求,建筑物具有较高的安全性、稳定性和美观性。
水塔结构计算书,结构竞赛

目录前言````````````````````````````11.方案设计摘要``````````````````1名字的由来````````````````````1设计理念``````````````````````22.结构选型 `````````````````````33.模型照片``````````````````````44.节点构造``````````````````````45.计算书````````````````````````56.结论与总结``````````````````````````5前言依据“XX大学第X届大学生结构设计竞赛”规则,在充分利用集成竹、胶的力学性能的基础上,以“结构重量最轻,承载力最大”为结构设计目标,我们团队设计制作了符合竞赛要求的结构模型——“筑迹”。
通过理论分析、结构设计、模型设计、模型制作以及试验分析等一系列过程,我们团队不断地对“筑迹”的结构进行优化,并以此结构模型参加竞赛。
我们团队以充分发挥材料特性,大胆创新为宗旨,团结协作,共同努力,在一个多月的时间中,共制作了6个模型,进行了10多次试验,每次试验都进行详细的分析、记录。
最终,所有的努力凝结为现在这个参赛作品——“筑迹”。
整个制作结构模型的过程都反映着我们团队对结构研究的严谨和热爱。
探究,尝试,分析,进步,一支目标明确的团队其创造力是巨大的,我们付出了汗水,我们收获了坚实的成果,我们渴望能得到评委会的认可。
1.方案设计摘要1.1名字的由来筑造奇迹,是每个有志青年的梦想。
我们参加结构大赛,意在学有所用,旨在激发我们的创造力,志在筑造一个个更轻、更稳的奇迹。
正是在我们的渴望和我们的专注下,我们把脆弱的小竹条筑造成的结构模型能在18cm的模拟地震中屹立不倒。
因此,我们为之取名为“筑迹”。
1.2设计理念本次结构设计竞赛要求设计的模型为高架水塔结构,顶部有水箱,其中制作材料为集成竹。
按照常规思路,荷载重心降低有利于结构抗震(但是此次比赛重心高度已经规定)。
机械结构设计计划方案
机械结构设计计划方案机械结构设计是工程项目中非常重要的一环,直接关系到产品的性能和可靠性。
为了确保设计的高质量和按时完成,需要制定一个合理的计划方案。
一、项目背景和目标:明确项目的背景和目标,包括机械结构设计的用途、所需性能指标和预期目标。
二、需求分析:对项目的需求进行详细的分析,包括功能需求、性能需求、工作环境条件等,确保设计满足实际应用的需求。
三、技术研究:对相关技术进行深入研究,了解最新的机械结构设计理论和方法,寻找优化设计的可能性。
四、初步设计:根据前期的需求分析和技术研究结果,进行初步的机械结构设计。
包括结构的整体布局、关键零件的设计和材料选择等。
五、仿真分析:利用计算机辅助设计软件对初步设计方案进行仿真分析,验证设计的可行性和性能指标是否满足要求。
可以优化设计方案,提高设计的准确性和效率。
六、详细设计:在初步设计的基础上,进行详细的结构设计。
包括具体零件的布置和尺寸计算、传动系统的设计、连接方式的选择等。
七、制造和装配:根据详细设计方案,进行零部件的制造和装配。
严格按照设计要求进行,确保制造的零部件质量可靠。
八、测试和验证:进行系统的测试和验证,包括工作性能测试、可靠性测试等。
根据测试结果,对设计进行调整和改进。
九、文档整理和报告编写:整理设计过程中产生的文档资料,总结设计过程和结果,撰写设计报告。
十、项目交付和评估:按照设计和开发计划完成项目交付,并进行项目评估。
评估设计方案的优劣,总结设计经验和教训。
十一、项目管理和跟踪:在整个设计过程中,进行项目管理和跟踪,确保项目进度和质量的控制。
通过制定上述机械结构设计计划方案,可以提高设计的规范性和效率,确保项目能够按时完成和达到预期目标。
同时,也可以在项目进程中及时发现和解决问题,提高设计质量和项目的成功率。
结构设计方案
本设计的结构方案是在确定建筑方案和初步设计阶段着手考虑,提出初步设想;进入结构设计阶段后,经分析比较加以确定。
确定结构方案的原则:满足使用要求,受力合理,技术可行,安全经济,尽可能达到综合经济技术指标先进。
一、结构方案的选择1.结构形式建筑物为七层学生公寓,属民用建筑。
建筑高度22.2m,未超过24m,属多层结构。
【高层指十层及十层以上的居住建筑(包括首层设置商业服务网点的住宅);建筑高度超过24m的公共建筑。
】2.结构体系本设计属框架体系。
竖向承重结构全由框架所组成的房屋结构体系为框架体系。
框架结构由梁、柱构件通过节点连接构成,它既承受竖向荷载,又承受水平荷载。
框架结构体系的优点是:建筑平面布置灵活,能获得较大空间;建筑立面容易处理;结构自重较轻;计算理论比较成熟;在一定的高度范围内造价较低。
其缺点是侧移刚度较小,在地震作用下非结构构件(如填充墙、建筑装饰等)破坏较严重。
因此,框架结构的建筑物的层数和高度受到控制。
二、上部主要承重结构方案与布置:该建筑为大学生公寓,每间宿舍宜住4~6人。
根据人数及经济状况确定框架基本尺寸,主要是柱网的布置和层高的选用。
民用建筑的柱距常为3.3~7.2m,梁跨为4.5~7.0m,层高为2.8~4.2m,通常以300为模数。
框架结构的布置既要满足生产工艺和建筑功能的要求,又要使结构受力合理,施工方便。
框架结构的布置可分为平面布置、竖向布置和构件选型。
1.布置、(1)柱网布置纵向柱距约3.3m,横向柱距6人间的宿舍6.6m,4人间的宿舍5.4m。
其他详见建施。
(2)承重框架的布置柱在纵、横两个方向都有梁拉结,构成纵向和横向的框架,二者共同构成空间受力体系。
采用双向板楼盖时,相应的,楼盖荷载可传递到纵、横两个方向的框架上,此时纵、横两个方向的框架均为承重框架。
本设计采用纵、横向框架混合承重方案:在纵、横两个方向上均布置主梁以承受楼面荷载,并采用现浇楼盖。
当楼面上作用有较大荷载,或楼面有较大开洞,或当柱网布置为正方形或接近正方形时,常用这种方案。
《简单结构的设计作业设计方案》
《简单结构的设计》作业设计方案一、教学目标:1.了解简单结构的定义和特点;2.掌握简单结构的设计原则和方法;3.能够运用简单结构设计解决实际问题。
二、教学内容:1.简单结构的观点和分类;2.简单结构设计的原则和方法;3.简单结构设计的实例分析。
三、教学过程:1.导入(5分钟):教师通过展示一些简单结构的图片或视频,引导学生了解简单结构的基本观点和特点,激发学生对简单结构设计的兴趣。
2.讲解(20分钟):教师介绍简单结构的定义和分类,讲解简单结构设计的原则和方法,引导学生理解简单结构设计的基本思想和技巧。
3.案例分析(30分钟):教师选取几个简单结构设计的实例,分析其设计过程和解决方案,让学生通过实例了解简单结构设计的具体应用和效果。
4.讨论交流(20分钟):学生根据所学知识,分组讨论一个简单结构设计的实际问题,并提出自己的设计方案,进行交流和分享,增进思维碰撞和创新思考。
5.总结(10分钟):教师对本节课的教学内容进行总结,强调简单结构设计的重要性和实用性,鼓励学生在平时生活中运用简单结构设计解决问题。
四、教学评估:1.教室表现(40%):学生在教室上的积极参与、思维活跃和表达清晰;2.设计方案(40%):学生提交的简单结构设计方案的创新性、合理性和完备性;3.讨论交流(20%):学生在讨论交流环节中的表现和观点交流。
五、教学资源:1.教材:《结构设计原理》;2.多媒体设备:投影仪、电脑;3.案例资料:简单结构设计的实例案例。
六、教学反思:通过本节课的设计,学生能够全面了解简单结构的设计原则和方法,培养其解决实际问题的能力和创新思维,提高其对结构设计的兴趣和理解。
同时,通过案例分析和讨论交流,激发学生的进修热情,增进他们的思维发展和团队合作能力的提升。
希望通过这样的教学设计,能够使学生在简单结构设计方面有更深入的认识和实践经验,为将来的进修和工作打下良好的基础。
桥梁设计大赛设计方案
桥梁设计大赛设计方案设计方案:桥梁设计大赛设计目标:本次设计方案的目标是设计一座具有良好结构性能和美观外观的桥梁。
该桥梁需要满足以下几个方面的要求:1)承载能力:能够承受预计的交通负荷,并在地震等自然灾害发生时保持结构的完整性;2)安全性:桥梁的结构安全可靠,具有足够的抗风、抗震和变形能力;3)经济性:结构设计要尽可能降低建设成本,同时材料的使用和施工的效率要合理;4)美观性:桥梁要具有一定的艺术性和美观性,能够与周围环境相协调。
桥梁类型:本次设计方案选择跨径较大、结构简洁、施工方便的悬索桥作为设计类型。
悬索桥以其独特的结构形态和较高的建筑性能,成为当代大跨度桥梁设计的主流。
材料选择:为了满足设计目标中的经济性要求,本次设计方案选择使用钢材作为主要结构材料。
钢材具有良好的抗压、抗拉强度,重量轻、可塑性好,适合用于悬索桥的建造。
结构设计:1)主梁设计:主梁是桥梁最主要的承重构件,需要具有足够的强度和刚度。
在本次设计方案中,主梁采用钢结构,由多段钢管组成,以提供足够的桥面宽度和承载能力。
主梁采用悬挂式布置,通过多个悬挂索将主梁悬挂在主塔上。
2)主塔设计:主塔是悬索桥的主要支点,需要具有足够的高度和稳定性。
主塔采用混凝土结构,外部包裹以预应力钢筋,以增加其抗震和抗侧风的能力。
主塔顶部设置桥面导向装置,用于引导行车流向。
3)悬挂索设计:悬挂索是悬索桥的主要力传递构件,需要具有高强度和良好的耐久性。
悬挂索采用高强度钢丝绳制成,通过钢管引导器与主梁和主塔连接。
4)桥面设计:桥面是悬索桥的行车道面,需要具有足够的宽度和平整度。
桥面采用钢板舱板铺设,同时设置防滑和防眩光措施,以保证行车的安全性。
结构分析:为了确保桥梁的安全性和工作性能,必须对桥梁进行结构分析。
结构分析主要包括静力分析和动力分析两个方面。
1)静力分析:静力分析主要是对桥梁在自身重力和交通载荷下的受力情况进行计算和分析。
通过对主塔、主梁和悬挂索的受力情况进行分析,可以验证结构的安全性和稳定性。
- 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)。
第十九届结构设计与制作大赛
设计方案
(设计书)
作品名称雄鹰
学院、系土木工程学院城市地下空间专业
学生姓名学号
学生姓名学号
学生姓名学号
指导教师
联系电话
二○一六年五月六日
承诺书
我们自愿参加石家庄铁道大学第十九届结构设计大赛,并自觉遵守大赛规定,按要求制作设计作品。
在此,我们承诺:
1.作品设计为本组人员集体思考,请教老师,通力合作而完成,
不存在抄袭现象。
2.按比赛要求,仅使用白卡纸,白乳胶和蜡线三种材料,未使
用除此之外的材料。
3.设计图纸为本组人员手工绘制并打印,不存在套用他人设计
方案的行为。
注:(在作品设计方案构思初期,请教过大型所王教授,为防止有借名气,博名次的嫌疑,在指导老师一栏并未注明,在此提出歉意,并表示感谢。
)
参赛组:铁流小组
成员:
指导老师:
目录
承诺书
一结构选型——单索塔斜拉桥 (1)
二设计总体说明 (2)
三设计作品有关说明 (3)
3.1 受力结构合理性分析 (3)
3.2 材料应用合理分析 (4)
3.3 制作过程中连接点的处理 (4)
四结构优化 (6)
五作品名称设计理念 (6)
第十九届结构设计与制作大赛设计说明
一结构选型——单索塔斜拉桥
常见基本桥型有拱桥,桁架桥,悬索桥,斜拉桥,组合体系桥型等。
考虑到拱桥虽然有很好的抗压性能,但在材料应用上并不占有优势,而且用白卡纸制作跨度为1420mm的桥拱不易实现。
拱桥对于下部和基础要求较高,需要两端拱脚提供充足支持力,而支架结构不能满足该条件。
桁架桥结构相对复杂,需要较多的黏合点,虽制作简单,但工艺要求高,一旦某一个黏合点出现问题整个桥都要受到影响,并且材料用量大,使用大量的白卡纸,而不能使蜡线的抗拉能力得到充分利用。
组合桥体系一般为梁式桥与拱桥组合,斜拉桥与拱桥组合,斜拉桥与悬索桥组合,无论哪种组合方式对于纸质材料来说都存在结构复杂且承重优势不明显的问题。
对悬索桥而言,主要受力结构为主缆和索塔,然而没有做主缆的合适材料。
同时,悬索桥的两部分塔架如果立于桥面两端,而支架可以提供支持力,显然没有合理利用原有结构;如果位于桥面中部,两根索塔没有必要。
综合考虑,采用单索塔斜拉桥型设计。
这种桥型所需材料相对较少。
在工程设计中,风荷载是设计斜拉桥必须要考虑的问题,然而在实验室的环境下,不需考虑风荷载,这就为斜拉桥型提供了优势条件。
在充分利用纸的抗压性能,蜡线的抗拉性能的同时,应用预应力理念,
使桥安装在支架上时桥面略微拱起,弥补桥面在承重方面的不足,达到材料应用与承重能力的最优化。
二设计说明
桥的主要构件有:立柱,索塔,桥面,拉索。
立柱距离支座底端的垂直距离为400mm。
在支柱底部和与桥面的接触部位添加横梁,以增加支柱的支撑能力和抗扭性能。
作品对立柱的抗压性能要求较高,对立柱采取加厚处理,增加其抗压性能。
索塔与立柱采用一体化设计。
桥面以下为立柱,桥面以上为索塔(高为300mm)。
索塔顶端添加横梁,即防止索塔扭动变形,也增加索塔顶部的抗拉能力。
桥面由两根主梁,三根横梁,白卡纸和纵横交错的蜡线组成。
主梁长度即为桥的跨度,1420mm。
横梁长度即为桥面宽度,120mm。
主梁和横梁都采用圆筒状,便于制作,抗扭刚度,抗弯性能卓越,且承重能力上与其他梁型没有明显差距。
工程设计中,拉索的布置有疏索和密索两种类型。
疏索型对主梁要求较高,需要具备较强的刚性。
由于主要采用纸质材料,设计作品拉索采用密索型,相对疏索型来说,减轻了对主梁的压力,安全系数得以提升。
斜拉索的形式采用辐射型与竖琴型结合的设计。
三设计作品有关说明
3.1 受力结构合理性分析
1.桥面的两端置于支架上,可以为桥面提供很好的支持力,但对
于1420mm的跨度来说,显然是不够的。
在桥的中间添加立柱,
立柱与索塔的一体化设计,增大桥梁的承重能力。
2.在工程设计中,钢筋混凝土的桥梁相比通过的车辆,自重很大,
通行车辆对桥造成的变形很小,不予考虑。
但纸质桥与小车相
比,自重很小,必然要考虑通行小车对桥面造成的变形。
为防
止小车走上桥面时,另一端翘起,在桥面下部也增加三角形的
梁,起到一定的防范作用。
3.拉索采用密索型。
索塔两端的拉索各有三根,拉索的间隔为
150mm。
拉索与桥面的夹角控制在30°至60°。
对称位置的拉
索为一根蜡线,对称的设计增加桥梁的稳定性。
拉索采用辐射
状,即拉索顶端聚集一点。
桥面两端不加拉索。
当10kg的小
车行驶到桥面时,两根索塔间距为150mm,此时拉索中间的力矩大约为30N*M,桥面完全可以承受。
4.桥面设计宽度为120mm,支架底座宽度为140mm到160mm之间,
恰好可以使桥梁底部处在支座上。
3.2 材料应用合理分析
1.主办方提供了桥面板,但桥面板是一种柔性结构的材料,纵向刚度很小(基本为零),但具备横向刚度。
对于宽度为120的桥面板来说,充分利用完全可以使小车正常通过,因而制作桥面时只需覆盖一层纸,由此节省了做桥面部分纸张。
2.桥面的主梁和侧梁上增加横向和部分纵向的拉线起到保护作用。
防止在小车行驶过程中,桥面板变形坠落。
在制作过程中梁的规格有2*1420*R10mm,2*700*R10mm,4*110*R10mm.
3.在受拉力的部位卷入蜡线,增加抗拉能力。
使白卡纸与蜡线有机结合起来,充分利用了两种材料所具备的优良性能。
使用蜡线长度为35m。
4.在制作主梁和横梁时,在纸面上均匀的涂抹一层乳胶,从而提高梁的强度。
3.3 制作过程中连接点的处理
1.由于桥面的跨度高达1420mm,而主办方所提供的白卡纸最长
边为1100mm,因此主梁需两部分粘合。
采用的方法为:两侧
纸张各内置150mm,涂胶,加线,覆纸粘贴的处理方法。
2.纸的抗压性能较好而线的抗拉性能较好。
为充分利用两种材料
的优点,在受拉力的部位卷入蜡线(相当于工程施工中的加筋),在受压力的部位加覆几层纸增加抗压性能。
用白卡纸卷成长度为1420mm的圆筒很有难度,在制作时,用一根金属圆管确定内径,制作完成后抽出。
这样制作的圆筒,无论是承重能力,还是外形上都有很大改观。
3.对于主梁和侧梁的连接,将卷入白卡纸的蜡线尾端充分留足长
度,用于连接接点。
当桥梁受拉产生微小形变时,会由桥梁整体来承担变形。
在连接点的外侧再粘一层纸,防止侧梁受力脱落,从而承重能力进一步提高。
4.对于拉锁与主梁的连接,有两种连接方式,一种是线穿法,一
种是缚线法。
线穿法需要在主梁上穿孔,工作量较大,且有可能破坏受力结构。
而缚线法不存在这种问题。
综合考虑采用缚线法,结点位于主梁外侧,为桥面板的覆加提供充足空间。
5.对于立柱与索塔的接点,该点承受弯力矩,对承重要求更高,
为桥梁的关键部位,因此在该点缚线,加胶,着重处理。
6.当卷白卡纸制作梁时,可能每层纸之间贴合的不是很紧密。
这
样在梁的顶端加入乳胶(类似工程中的灌浆处理),以增加贴合度,从而提高梁的承重能力。
7.圆筒状的索塔和横梁在连接时,将横梁尾部切削成圆弧状,利
于稳固连接。
桥面下部的三角形支架在连接时也采用切削两端
的办法,使连接更加紧密,同时节省连接使用的材料。
8.在主梁上绑缚拉索时,为防止拉索滑动,采用逆向捆绑法,给
接点一个逆向力,使拉索变紧,增加拉索的刚度。
拉索有四根
蜡线作为一股制作,同时在每根蜡线之间涂上乳胶,增加拉索
的承重能力。
四结构优化.
1.在制作完成后,发现主梁的两端并不平,因而,在主梁的一端下侧加厚,使主梁平衡,防止小车在行进过程中桥面出现失稳
情况。
2.因为制作主梁的纸为两张粘和,较短的一侧在制作过程中较粗。
因而在另一侧再卷上一层纸,有一个较为平缓的连接,防止小
车跑偏。
3.拉索在绑缚过程中出现了松动,在铺设桥面时,用线反向拉紧,使拉索松紧适度。
4.制作完成后,桥的表面有残留的胶,表面较脏。
用砂纸打磨,使表面光洁。
5.使用斜梁连接桥面主梁与立柱,为加固,在两端缚上绳子,起到加固作用。
五作品名称及设计理念
本作品名称为“雄鹰”,在桥型和设计理念上都有很大的相似点。
索塔两边的桥面犹如雄鹰的两翼,苍劲有力。
立柱的底部犹如雄鹰的爪子,抓铁留痕,锐利坚固。
作品结构清晰,简洁大气,有雄鹰翱翔的风骨和刚度。
我们希望我们设计的桥梁能够在比赛中尽情飞翔,取得好的名次。
同时,作品名称也代表了我们全组成员锐意进取,奋发拼搏的精神风貌。