逐夢隊結(jié)構(gòu)設(shè)計理念方案

1、第六屆結(jié)構(gòu)建模大賽設(shè)計理念方案作品名稱 團結(jié)就是力量組 長 組 員 專業(yè)班級 水利水電10-2班聯(lián)系方式 二零一二年五月二十八日目 錄1. 設(shè)計說明書21.1 團隊簡介21.2 研究背景和意義21.3 結(jié)構(gòu)的構(gòu)思和結(jié)構(gòu)的選型22. 方案圖42.1 模型局部三維圖42.2 模型三視圖52.3 主要構(gòu)件圖53. 計算書63.1荷載分析63.2內(nèi)力分析63.3 整體結(jié)構(gòu)變形分析83.4 材料預算93.5材料的力學性能9 4. 研究中存在的問題及反思91. 設(shè)計說明書 1.1 團隊簡介 我們是來自水利水電10-2班的隊伍，我們的組員參加了好幾屆的建模比賽，橋梁的，結(jié)構(gòu)的。我們擁有對建筑的熱愛，有對建模

2、的熱情，在我們的內(nèi)心里希望用自己的雙手創(chuàng)造最完美，最亮麗，最牢固的結(jié)構(gòu)建筑。當然，實現(xiàn)的可能性是我們考慮的重點，對于任何的一個結(jié)構(gòu)都是需要通過實踐的檢驗，對此我們在參賽的過程中也反復論證，左右比較，最終確定出一個設(shè)計方案。相信我們的團隊會帶給大家一個不一樣的精彩。組員姓名學號專業(yè)年級聯(lián)系方式h201h水r11hrr水利1r1h堂rrrr11.2研究背景和意義結(jié)構(gòu)建模大賽鼓勵我們理論與實踐的結(jié)合,讓我們學生通過大賽將書本的理論引向?qū)嵺`,通過對力學的基本知識的綜合運用和團隊的共同協(xié)作,提高我們的創(chuàng)新意識和合作能力。在我們參加結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽前，結(jié)構(gòu)的概念對于我們而言只限于書本。但是結(jié)構(gòu)大賽使得我們認識

3、了更多這方面的內(nèi)涵。在這次結(jié)構(gòu)的設(shè)計和模型的制作中我們的經(jīng)驗就如我們的模型那般從滿身缺陷到逐步完善。期間我們的思想也經(jīng)歷了一個從浮躁到鎮(zhèn)靜的過程。觀察了各個著名的建筑和實體的模型以后，我們就模仿實物把初步模型鎖定了。真正的制作也便開始了，隨之而來的卻是眾多不可預知的問題的不斷涌現(xiàn)和解決。有設(shè)計和實際的沖突，有結(jié)構(gòu)材料應用和桿件制作方面的困難，還有就是結(jié)點上的處理等都是我們必須克服的，在一個又一個模型的建立和推翻，盡管道路是曲折的，但是我們有信心，也最終克服了。我們的隊伍也在一次又一次的建模過程中不斷成長。優(yōu)化結(jié)構(gòu)不僅是我們理解了力學內(nèi)涵，更是對實際的工程和人民安全有重大的保障。1.3結(jié)構(gòu)的構(gòu)思

4、和結(jié)構(gòu)的選型世界上比較著名的結(jié)構(gòu)都成為了我們的參考對象，對于這次比賽的大跨屋類型的，我們首先對一些常見的結(jié)構(gòu)進行分析比較，選出比較適合本次比賽的結(jié)構(gòu)。以下是幾種結(jié)構(gòu)的分析比較：1. 桁架結(jié)構(gòu) 桁架結(jié)構(gòu)（Truss structure）中的桁架指的是桁架梁，是格構(gòu)化的一種梁式結(jié)構(gòu)。由于大多用于建筑的屋蓋結(jié)構(gòu)，桁架通常也被稱作屋架。各桿件受力均以單向拉、壓為主，通過對上下弦桿和腹桿的合理布置，可適應結(jié)構(gòu)內(nèi)部的彎矩和剪力分布。由于水平方向的拉、壓內(nèi)力實現(xiàn)了自身平衡，整個結(jié)構(gòu)不對支座產(chǎn)生水平推力。桁架梁和實腹這樣無論是抗彎還是抗剪，桁架結(jié)構(gòu)都能夠使材料強度得到充分發(fā)揮，從而適用于各種跨度的建筑屋蓋結(jié)構(gòu)

5、。2.框架結(jié)構(gòu)框架建筑的主要優(yōu)點：空間分隔靈活，自重輕，節(jié)省材料；具有可以較靈活地配合建筑平面布置的優(yōu)點，利于安排需要較大空間的建筑結(jié)構(gòu)； 框架結(jié)構(gòu)體系的缺點為：框架節(jié)點應力集中顯著；框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度小，屬柔性結(jié)構(gòu)框架，在強烈振動作用下，結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生水平位移較大，易造成嚴重的非結(jié)構(gòu)性破壞，不適宜建造高層建筑， 框架是由梁柱構(gòu)成的桿系結(jié)構(gòu)，其承載力和剛度都較低，特別是水平方向的但也是有限的 3.網(wǎng)架結(jié)構(gòu)由多根桿件按照一定的網(wǎng)格形式通過節(jié)點連結(jié)而成的空間結(jié)構(gòu)。具有空間受力、重量輕、剛度大、抗震性能好等優(yōu)點；缺點是匯交于節(jié)點上的桿件數(shù)量較多，制作安裝較平面結(jié)構(gòu)復雜。設(shè)計方案的可行性，很大程度上取決于

6、結(jié)構(gòu)體系的合理選擇。經(jīng)過幾種結(jié)構(gòu)分析，再加上來自埃菲爾鐵塔和本校圖書館菁菁學院大廳上的頂棚網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的靈感，最終確定了我們的模型結(jié)構(gòu)。如下圖2. 方案圖2.1結(jié)構(gòu)的局部三維效果圖 主梁架 支撐柱腳 2.2模型三視圖2.3主要構(gòu)件圖 工字梁T字梁 3. 計算書3.1荷載分析本節(jié)構(gòu)承受的荷載除本身自重主要是水平方向和豎直方向的荷載作用，由于輸電塔的自重較輕與水平荷載和豎直荷載相比可以忽略不計。所以。再內(nèi)力分析中只要考慮水平荷載和豎直荷載的作用。豎直方向的作用等于把力分配到四根主要支撐柱上。然后在A點進行水平方向的作用，此結(jié)構(gòu)等于把單方向水平拉了所產(chǎn)生的扭力轉(zhuǎn)化為對結(jié)構(gòu)的一種拉壓形式，為了加強結(jié)構(gòu)的整

7、體穩(wěn)定性，所以在結(jié)構(gòu)的部分處加了許多桁架，由于短小的桿件過多，為了計算方便，我們對實際結(jié)構(gòu)進行了簡化處理進行分析，而在后面的強度與剛度分析中給與保守的設(shè)計，來彌補這一點，以滿足水平和豎直荷載的要求。3.2內(nèi)力分析為了方便分析，在計算中做出一些假定：I柱的底端視為固定端II 各接點處視為剛接 III 所有梁視為梁單元為了方便分析，將結(jié)構(gòu)簡化為下圖 運用軟件分析其受力如下：彎矩圖剪力圖3.3結(jié)構(gòu)變形分析豎向加載變形如下圖結(jié)構(gòu)位移計算的一般公式荷載作用下的位移計算的一般計算公式3.4材料預算本結(jié)構(gòu)中主要用到的材料如下表用途尺寸（長mm*寬mm*厚mm）數(shù)量材料用量第一層主梁T字梁 *6*622*6和

8、2*4第二層主梁中T字梁 *6*612*6和2*4第二層主梁邊角鋼型 *6*622*6和2*4柱腳三角形結(jié)構(gòu)42*6和2*4主梁間層四面體結(jié)構(gòu)162*2側(cè)邊斜桿102*4斜支撐斜桿 T字形44*4表3-1 材料預算表3.5 材料的力學性能材料規(guī)格截面尺寸(mm)抗拉強度（MPa）彈性模量(GPa)W222*233.13.93W424*231.73.03W626*230.72.98W55155*128.42.80W55255*226.42.704. 研究中的問題和反思動手制作的時候,我們沒有設(shè)置好角度,或者說由于我們的疏忽導致了梁的不平整,但是我們很快就發(fā)現(xiàn)了問題所在.最終使得我們的結(jié)構(gòu)比較平整,在正式