料仓结构模型设计与加载试验
1 命题背景
料仓为各种松散材料或流动性物料的储存或转运设备，既可储存物料，也可控制物料的流量，改变物料的流向。多应用于化工、仓储、土木工程、钢铁、煤炭、石油等行业。是一种较常见的小型工程设备和结构。其主要承受竖向力（物料和结构自重）和水平力（风荷载、地震荷载和撞击荷载等）。结构在偶然荷载（如爆炸、撞击等）作用下的性能越来越引起研究者和工程技术人员的重视。
本届结构设计竞赛以工程结构实际应用为背景，拟通过结构模型的设计、制作与加载试验，探讨料仓结构在竖向和水平撞击荷载作用下的受力性能和破坏特点，为该结构的结构优化设计提供参考。
2 模型要求
（1）料仓装料重量最大为60kg（容重约4100kg/M3的铁砂，喷砂处理用的菱角铁砂G18，襄阳博航金属磨料有限公司），料仓形状不限，典型料仓示意图见图1所示。
图1 模型示意图
（2）模型总高度H不超过900 mm，平面尺寸不大于200 × 200 mm（水平投影），料仓下端出料口离底板高度h不小于200mm，出料口尺寸不大于60x60mm，出料口中心与模型底板中心重合。料口门可反复使用，以保证其能够实现多次填料和卸料。
（3）料仓下端设置一个运料出口，其尺寸能保证长160mmX宽120mmX 高195mm的模拟车辆进出。
（4）模型在离底板高度200 ± 2 mm处应设置水平冲击荷载加载点C或C’，水平冲击荷载采用自由落体高度100mm的4kg、6kg重物通过牵引绳产生。加载点必须设置在模型运料出口一侧的最外侧柱上（CD和OD或C’D和OD夹角α最大的柱），作用方向为C点和D点的连线，D位于加载台中轴线上，D距离模型底板中心O的水平距离为400mm。
（5）选手自行设计连接方案（仅限于提供的材料），便于模型与拉索端部
的U形卡可靠连接，U形卡详见图2。
图2 U形卡详图图3 模型底板（6）模型应与统一给定底板（400mmX400mmX20mm，胶合板）有可靠连接，模型通过底板和M10的螺栓与加载装置的加载台座连接。模型底板见图3所示。
（7）模型上应设置尺寸不小于30mmX30mm的位移测试平面，中心离模型底板距离为400mm，位于模型平面中轴线上（图1）。
图4 加载装置图
3 模型加载
（1）竖向荷载：采用铁砂模拟料仓装料加载，装料重量40kg或60kg可选。铁砂填料出口离模型底板高度930mm，进料口为50mmX50mm，设置有快速开启小门，加载时由工作人员操作开启装料。装料完毕持续时间20秒钟后分级施加水平冲击荷载。
（2）水平加载：水平荷载分2级施加。砝码重量分别为4kg、6kg，自由落体高度统一取为100 mm（即砝码自由落体100 mm后，模型开始受冲击荷载作用），每级荷载持续时间为20秒钟。
（3）卸除水平荷载后，开始卸料，时间不超过2分钟。以自然卸除的物料重量作为计分重量。
4 模型材料与工具
竞赛期间，承办方为各队提供如下材料及工具用于模型制作，不得擅自使用其它材料。
(1) 竹材：用于制作结构构件。竹材规格及数量见表 1。
表1 竹材规格及数量
竹材名称 竹材规格 数量 备注
本色侧压双层复压竹皮 1250*430* 2张 竹材力学性能参考值： 弹性模量 ×104MPa 抗拉强度60MPa
本色侧压双层复压竹皮 1250*430* 2张 本色侧压双层复压竹皮
1250*430*
2张
(3) 模型底板：底板材料为竹制，厚度 20mm ，长、宽分别为400mm 和400mm 。底板上除预设孔洞外不得另行钻孔和减薄加工。底板孔洞标注参见图 4。
(4) 制作工具：美工刀（3把），1米钢尺（1把），三角板（2块），圆规（1把），砂纸 （10 张），锉刀（1把）、剪刀（1把）、手套（3付）、签字笔（1支）、铅笔（1支）、橡皮 1块）。 (5) 竹材及底板购买：杭州邦博科技有限公司，王军龙：
地址：杭州市文一路310号中竹大厦国家林业局竹子研究开发中心
5 竞赛流程及要求
（1）得到入场指令后，各队队员迅速将模型固定于加载台座上，并将水平加载装置与模型水平加载点连接，整个安装过程不得超过8分钟。
（2）比赛正式开始后，参赛队代表先进行2分钟陈述，之后评委提问2分钟，然后依次进行三级加载。
（3）每级加载时，出现下列任一情形则判定为模型失效。
? 不能正常完成装料和卸料；
? 加载过程中料仓任意部位出现可见裂缝或物料泄漏（含出料口）； ? 加载过程中模型结构垮塌。
（4）模型加载成功所对应的荷载和位移才能用于计算得分。
6 评分标准
模型评分按总分100分计算，评分标准见表2所示。
项目编号 项目名称
评分标准 分值 备 注
1
计算书
完整性、准确性 6 结构选型及布置、主要构件及节点详图、计算简图、荷载分析、内力分析、承载能力验算等
清晰性、规范性 4 2 模型质量
结构合理性与创新性 6 模型制作美观性 4 3 现场表现
现场陈述 3 现场答辩 2
4 加载试验*
模型强度 50 最大荷重比计50分 模型刚度
25
最大刚重比计25分
*加载试验评分方法： （1）模型强度 （共50分） 根据式（1）计算模型荷重比E 1
V
1W =
E M
（1）
式中，W V 为出料重量；M 为模型净重量。
根据各模型荷重比计算其得分K 1，如式（2）
1
11max
=
50E K E （2）
式中，E 1max 为所有模型中的最大荷重比。
（2）模型刚度 （共25分）
水平荷载加载成功，根据该级荷载下水平位移和荷载大小计算模型刚度的得
分。根据式（3）计算模型刚重比E 2
2
hi
2i
1W =i E Md =∑
（3）
式中， d i 为第i 级水平冲击荷载W hi 下模型400mm 高处模型中轴线上的水平位移。如某级加载未成功，则不计该级荷载。
各模型根据其刚重比计算得分K 2，如式（4）
2
22max
=
25E K E ? （4）
式中，E 2max 为所有模型中的最大刚重比。
水工结构静力模型实验指导书 河海大学 一、课程性质和目的： （1）水工结构模型试验 所谓水工结构模型试验就是将原型以某一比例关系缩小成模型，然后向该模型施加与原型相关的荷载，根据从模型上获得的信息如应变位移等，通过一定的相似关系推出原型建筑物在应力、变形强度等成果。 （2）进行水工结构模型试验的目的和意义 水工建筑物因其受力特征、几何形状、边界条件等均较复杂，特别是修建在复杂地基上建筑物更为如此，尽管计算机技术和空间有限元等正迅速发展，但目前还不能用理论分析方法完美地解决建筑物的稳定和应力问题，因此模型试验作为一种研究手段则具有重要的意义，可归纳成如几个方面： 1．通过对水工建筑物的模型试验研究可以验证理论设计，国内外大型和重要的水工建筑物的设计，都同时要求进行计算分析和试验分析，以期达到互相验证的目的。 2．通过对原型结构的模拟试验，预测水工建筑物完建后的运行情况以及抵御事故的能力。 3．由于物理模型是对实际结构性态的模拟，在模型上还有可能出现原先未知而又实际存在的某些现象，因此模型试验研究不仅仅是对数理分析方法的验证，而且是获得更丰富切合实际的资料的积极探索，所以进行水工结构模型试验目的也是更好地探索新理论、新材料、新技术、新工艺的一种手段。 （3）结构模型试验研究的主要内容： a.大型水工建筑物的整体应力及变形问题。 b.结构物之间的联合作用问题。 c.地下结构的应力与稳定问题。 d.大坝安全度及破坏机理问题。 e.水工结构的动力特性问题。 f.验证新理论、新方法、新材料、新工艺等。 （4）模型试验的分类方法 ①按建筑物的模拟范围和受力状态分类 a.整体结构模型试验：研究整体建筑物在空间力系作用下的强度或稳定问题。 b.平面结构模型试验：研究结构单位长度断面在平面力系作用下的强度和稳定问题，如重力坝坝段平面结构模型试验就是研究重力坝在水荷载作用下的应力和变形。 c.半整体结构模型试验： ②按作用荷载特性分类 a.静力结构模型试验：研究水工建筑物在静荷载（静水压力、自重、温度等）作用下
轴系结构设计实验心得体会 轴系结构设计实验心得体会第二篇、实验二、轴系结构设计实验 轴系结构设计实验心得体会 实验二、轴系结构设计实验 一、实验目的 1、熟悉常用轴系零部件的结构； 2、掌握轴的结构设计基本要求； 3、掌握轴承组合结构设计的基本方法。 二、实验设备 ①各种轴； ②轴上零件：齿轮、蜗杆、带轮、联轴器、轴承、轴承座、端盖、套杯、套筒、圆螺母、止退垫圈、轴端挡板、轴用弹性垫圈、孔用弹性垫圈、螺钉、螺母等。 ③工具包括活搬手、游标卡尺、胀钳。 ④铅笔、三角尺等绘图工具自备。 三、概述 轴系结构是机械的重要组成部分，也是机械设计课程的核心教学内容。由于轴系结构设计的问题多、实践性强、灵活性大，因此既是教师讲授的难点，也是学生学习中最不易掌握的内容。本实验通过学生自己动手，经过装配、调整、拆卸等全过程，不仅可以增强学生对轴系零部件结构的感性认识，还能帮助学生深入理解轴的结构设计、轴承组合结构设计的基本要领，达到提高设计能力和工程实践能力的目
的。 四、实验内容 1、每组同学根据轴系简图装配轴系部件； 2、分析并测绘部件，在简图上标出零、部件尺寸； 3、编写实验报告，并画出轴系部件装配草图。 五、实验步骤 ①根据轴系结构设计装配草图，选择相应的零件实物，按装配工艺要求顺序装在轴上，完成轴系结构设计； ②分析轴系结构方案的合理性。分析时应考虑以下问题： a.轴上各键槽是否在同一条母线上； b.轴上各零件是否处于指定位置； c.轴上各零件的轴向、周向固定是否合理、可靠，如防松、轴承拆卸等； d.轴系能否实现回转运动，运动是否灵活； e.轴系沿轴线方向的位置是否确定，轴向力能否传到机座上； f.轴系的轴向位置是否需要调整，需要时，如何调整。 ③在确认实际装配结构无误时，测绘各零件的实际尺寸（底板不测绘，轴承座只测量轴向宽度）； ④将实验零件放回箱内，排列整齐，工具放回原处； ⑤在实验报告上，按1∶1比例完成轴系结构装配图（只标出各段轴的直径和长度，公差配合及其余尺寸不标注，零件序号、标题栏可省略）。 注意：因实验条件限制，本实验忽略过盈配合的松紧程度、轴肩过渡
固体料仓 一、固体料仓简介 料仓的种类繁多，其结构和制造工艺也相差甚远。其中金属板制料仓具有占地面积小，具有先进的装卸工艺，机械化程度高，能够保证储存物料的质量等优点，成为工业料仓中的一个不可缺少的设备。石油、化工、化纤、粮食、建筑等行业中广泛采用金属板制料仓。考虑到储存的是松散的固体物料，在流动过程中会产生积料等不利影响，所以通常将仓壳筒设计为受力均匀、流动性较好的长圆筒形，也就是所谓的筒仓，料仓的顶部为拱顶型或锥顶形，料仓底部为锥体形。 焊制料仓是目前行业中的主要形式，料仓结构包括仓壳顶、仓壳锥体、仓壳圆筒、支座、接管和法兰、梯子平台等部位。 二、料仓容积 料仓的容积包括底部的锥体容积与筒仓容积之和。其容积由所成物料的体积来确定。 固体物料的体积的确定可根据出料流量与要储存的天数来确定。
三、料仓壳体的确定 1.仓壳顶结构 料仓仓壳顶结构一般有两种形式---自支撑式锥顶和自支撑式拱顶，自支撑式拱顶又分为封头顶和球冠顶两种。 当料仓直径较小时从制造的简便考虑优先采用自支撑式锥顶或者椭圆形封头作为仓顶，根据需要有时也可以采用蝶形封头。 2.仓壳锥体 2.1仓壳锥体形式 仓壳锥体一般采用大端无折边锥形封头和大端带折边锥形封头两种形式 大端无折边的仓壳锥体结构较少采用，一般用于小直径、重量轻的料仓。大端带折边的仓壳锥体结构用得较多。 2.2仓壳锥体半顶角θ的选取 仓壳锥体半顶角θ的选取需要根据物料的特性来确定，保证物料的顺利流动，过小不经济，过大容易造成排料不畅、积料或架桥。 2.2.1松散物料流动形式 松散物料的种类很广，物料间的堆积特性、流动性差异很大。一般而言，研究者认为物料在料仓中的流动形态分为两大类;漏斗流形态（又称为中心流型）即图1-2中的a、b、c和柱塞形态（又称为整体流动型）即图1-2中的d
结构设计大赛之桥梁模型设计戴洁 (广东交通职业技术学院，广东广州510650) 摘要：文中从结构设计大赛的模型要求及比赛加载方式分析入手，提出桥梁模型的设计方案构思，选择结 构方案．并进一步对模型进行了强度、刚度和稳定性受力分析。试验证明本次设计制作的桥梁模型非常坚固， 承受极限荷载接近于封顶值50 kg。 1桥梁模型设计 1．1模型要求及加载方式分析 结构设计大赛拟设计桥梁结构模型。桥梁结构模型设计尺寸要求为：桥面总长l 000 mln；桥面高不低于120 toni：桥面总宽160～180rnITl；桥面净空高度不小于200 toni：最大跨径不小于400 mm。尺寸要求体现了桥梁设计的桥下净空和桥面净空等功能要求。比赛加载方式为动静载结合方式，初赛要求徒手将一辆l5 kg的小车从桥头拉至最大跨的跨中位置．并在该位置停留不少于5 S 然后拉到桥部。模型不至于失效方可进入决赛。决赛采用跨中集中力加载方式，初始荷载为20 ，荷载增加梯度为5 k 次，封项荷载为50 。每次加载后停留5 S。模型不失效即加载成功。模型不失效的标准：模型强度足够、不失去整体承载力：模型跨中挠度不超过l5 mm。小小桥模型须承受l5～50 kg的重量，由此带来的跨中弯矩较大，承载亦不易。但更
难控制的还是弯曲变形，挠度不超出15 mln即要求模型具有足够的抗弯刚度。 1．2材料分析 参赛的结构模型要求采用组委会统一提供的绘图纸、棉线和乳胶。主体材料为绘图纸．辅助材料为棉线和乳胶。单张的绘图纸只能承受少量拉力，不能作为受弯、受压构件，即使多张绘图纸叠放具有抗弯强度．也不能提供足够的抗弯刚度。要使纸构件提供足够的强度和刚度．一种方法将纸卷成圆柱形．作成圆形梁和圆形柱：另一种方法将纸张切片叠成一定厚度并粘在一起．作成一定高度的薄梁．可以用作桥面的抗弯构件。但从整体结构上必须布置成纵、横梁网格系。棉线抗拉能力强，不能受压．只能用来做受拉构件，吊(拉)桥面或捆绑节点，增强节点强度。白乳胶主要起粘结作用。 1．3结构选型与方案构思 鉴于比赛的加载重量大。且挠度变形量控制严格，桥型结构不能采用单一的梁桥、拱桥、悬索桥，而必须采用组合体系桥梁。为使桥面平整，便于行车，主体结构采用梁式桥型。为了增强模型的整体抗弯强度和抗弯刚度．布置斜拉杆(索)或垂直吊杆(索)。用卷成圆柱形的纸杆作为刚性斜拉杆或吊杆．节点用棉线捆绑牢固，做成类似斜拉桥的板拉桥刚性拉杆。桥面下可用拱形结构支撑桥面．也可以采用桥墩加斜撑辅助支撑桥面。拱形结构受力合理．但制作困难。下部结构主要采用实心的圆柱形纸杆作桥墩．由于直径有限(直径大时耗材多)，难以保证桥墩的稳定性，而空心纸卷制作起来有困难．也不能提供足够的抗压强度，所以桥墩结构上必须加强各杆件的横向联系．以增强桥梁的整体稳定性。主孔纵向设计为梁式桥结合“A” 型塔斜拉桥。主
特种结构输电塔模型计算书 小组成员：王宇谈佳伟马思遥 一、设计说明 《特种结构》课程系列实践环节I——结构模型设计制作及加载竞赛模型为一个自立式输电塔模型。模型的加载分为静加载和动加载两部分。静荷载包括竖向加载和侧向加载，以模型的荷重比来体现模型结构的合理性和材料利用效率。动加载为瞬间卸去侧向重物，以模拟导线断线荷载，模型将受到一定的水平冲击荷载。 其中，制作材料由主办方提供，模型将采用木质材料制作结构构件，即主受力支承骨架结构；同时还有502胶水用于构件之间的连接、模型与底板的连接，以及现场铁块固定需要的热熔胶。竞赛目的是为了在全面满足竞赛要求的前提下，。赛题对参赛队员的力学分析能力、结构设计和计算能力、现场制作能力提出了较高要求。通过自立式输电塔结构模型的设计和制作，学生进一步加深在《特种结构》课程中关于输电塔结构设计分析的理解和认识，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。 二、结构选型 根据基本竞赛规则，结构不仅承担竖向静荷载（即铁块质量），而且需承受一定量级的动力水平荷载，在重物作用和水平动力作用两种情况下具有足够的刚度，且在最大的动力加速度不发生破坏，因此设计作品应该使结构效率最大化，即用最少的材料消耗实现结构强度和刚度的最大化。 对于结构形式及造型而言，此次结构设计竞赛规定至少包括一个自立式输电塔的基本骨架，限制了结构的高度、底层尺寸和横担设置高度的范围，横担外轮廓不得超出图示“横担界限”，规避区内不得出现任何构件。从竞赛要求给定的平面尺寸来看，我们认为采用空间刚架结构是较理想的选择。空间刚架具有大空间的建筑功能优势，同时在视觉上，我们也希望以尽量少的杆件形成较强大的空间结构，并通过设计等截面柱形成塔形结构来减小杆件的截面尺寸，其中充分考虑到P-⊿效应。 我们在结构选型过程中分别从结构体系及结构外形两方面进行了分析。在结构体系的选取方面，由于刚架体系的竖向刚度较大，能承受较大的弯矩作用，且传力最为直接、高效，非常适用于较高建筑结构。另外，从模型制作的角度看，考虑到采用单纯的木材较难实现复杂的节点形式制作以及预应力施加，因此本次结构不采用预应力结构体系（如悬挂结构、张拉结构）的设计方案。同时此次加载过程中充分考虑到抗震或者动力效应的刚性作用，我们在模型表面布置交叉撑杆。一方面，交叉斜撑可以限制结构在动力作用下的位移；另一方面，交叉斜撑有利于改善结构的侧向刚度。 我们设计模型秉持“强柱弱横梁，多用拉杆，少用压杆”的设计理念，模型
轴系结构的分析与测绘 一、实验目的 1.通过拼装和测绘，熟悉并掌握轴的结构设计以及轴承组合设计 的基本要求和方法。 2.了解并掌握轴系结构的基本形式，熟悉轴、轴承和轴上零件的结构、功能和工艺要求。掌握轴系零、部件的定位和固定、装配与调整、润滑与密封等方面的原理和方法。 二、实验内容 1. 根据选定的轴系结构设计实验方案，按照预先画出的装配草图进行轴系结构拼装。检查原设计是否合理，并对不合理的结构进行修改。 2.测量一种轴系各零、部件的结构尺寸，并绘出轴系结构的装配图，
标注必要的尺寸及配合，并列出标题栏及明细表。 三、实验设备和用具 1.模块化轴段(可组装成不同结构形状的阶梯轴)。 2. 轴上零件：齿轮、蜗杆、带轮、联轴器、轴承、轴承座、端盖、套杯、套筒、圆螺母、轴端挡板、止动垫圈、轴用弹性挡圈、孔用弹性挡圈、螺钉、螺母等。 3. 工具：活搬手、胀钳、内、外卡钳、钢板尺、游标卡尺等。 四、实验步骤 1. 利用模块化轴段组装阶梯轴，该轴应与装配草图中轴的结构尺寸一致或尽可能相近。 2. 根据轴系结构设计装配草图，选择相应的零件实物，按装配工艺要求顺序装到轴上，完成轴系结构设计。 3. 检查轴系结构设计是否合理，并对不合理的结构进行修改。合理的
轴系结构应满足下述要求： 1）轴上零件装拆方便，轴的加工工艺性良好。 2）轴上零件固定(轴向周向)可靠。 4.轴系测绘 1）测绘各轴段的直径、长度及轴上零件的相关尺寸。 2）查手册确定滚动轴承、螺纹联接件、键、密封件等有关标准件的尺寸。 5. 绘制轴系结构装配图 1) 测量出的各主要零件的尺寸，对照轴系实物绘出轴系结构装配图。 2)图幅和比例要求适当(一般按1:1)，要求结构清楚合理，装配关系正确，符合机械制图的规定。 3)在图上标注必要的尺寸，主要有：两支承间的跨距，主要零件的配合尺寸等。 4)对各零件进行编号。并填写标题栏及明细表(标题栏及明细表可参阅配套教材《机械设计课程设计》)。
配料仓的设计 目录摘要： 一、配料仓的功能特性 二、配料仓的结构、形状 1.仓的组成 2.仓体的形式 3.斗仓的形式（优缺点） 4.卸料口的位置、形状和尺寸 5. 料仓的壁厚确定 三、配料仓的设计 1.基本设计原则： 2.设计举例——20t/h饲料厂设计举例 ①饲料配方收集 ②典型单体仓仓容的计算 ③基本仓仓容的确定 ④单体仓数量的配置 ⑤配料仓体积的计算 ⑥设计注意事项 四、配料仓的物料结拱及消除措施 1.形成原因 2.危害 3.破拱原理 4.具体方法 五、料仓要求及物料流动 （一）整体流动 （二）中心流动 六、配料生产工艺 配料仓的设计 一、配料仓的功能特性：配料仓是清理粉碎工段至混合工段中间仓，其功能是储存各种原料，按照配方要求在指定时间向配料秤准确供料。 二、配料仓的结构、形状
1.仓的组成：仓体和斗 2.仓体的形式（按结构形式分）： ①矩形：可以联壁，当群体仓使用时可以使整个空间利用率增大。 ②圆形：单体仓使用时空间利用率高。 ③多边形：结构复杂，应用较少。 注：中间仓体的横截面积相关原则:max边长≤2.5，min边长≥1.2；4在同一工程中为了制作安装方便，料仓的便常规个不宜过多，一般两种规格。（参考书籍——《饲料工厂设计原理》P117） 3.斗仓的形式（优缺点） 注：料仓配置原则——根据物料特征定仓型，而且应保证你料仓物料“全进全出，先进先出”，尽量避免结拱产生； 4.卸料口的位置、形状和尺寸 ①.卸料口位置：居中、侧边（偏心）、角部（偏心）三种（侧边及角部卸料可以在一定程度上破坏料流对称性，有利于防结拱）； ②.卸料口形状：矩形、方形、圆形（卸料性能：矩形>方形>圆形） ③.出口尺寸——其是保证物料顺利卸出的重要参数，物料的顺利卸出还与斗仓倾角α以及出仓设备有关； 注：斗仓倾角α：斗壁与水平面夹角或者斗仓壁曲线各点切线与水平面的夹角；我国斗仓倾角α的经验数据：粉料≥45°、粒料≥65°；对于矩形或者方形仓，斗仓倾角α应以斗仓邻壁的倾角值为准。 ④.出口尺寸的最小允许值确定：在饲料厂中、麸皮、秸秆、米糠和鱼粉等摩擦系数很高，卸料口最短边尺寸a或者最小直径均采用较大值≥200mm，长边≥仓体相应边的1/4；
第五章 建筑结构试验设计 建筑结构试验设计中应注意的问题 建筑结构试验设计要解决的问题：试件设计应从哪些方面进行考虑？要注意哪些问题？结构试验对试件设计有哪些要求？常用的模型材料有哪些？结构模型相似的三个定理应如何进行理解？如何确定原型与模型的相似条件？量纲分析法确定相似条件的步骤？为什么有时采用不同于设计计算所规定的荷载图式？试验的加载制度包括哪些内容？试验加载程序包括哪几部分内容？观测仪器如何选择，测读时应遵循什么原则？结构试验时应采取哪些安全措施？试验报告要如何书写？ 带着所提出的问题进行有针对性的学习。主要思路如下： 结构试验设计的内容，主要是通过反复研究，确定试验的目的，试验的性质与规模，进行试件设计，选定试验场所，拟定加载与量测方案，设计专用的试验装置和仪表夹具附件以及制订安全技术措施。同时，按试验规模组织试验人员，提出试验经费预算和消耗性器材数量和设备清单。最后在设计规划的基础上提出试验大纲和进度计划。试验工作者对新型的加载设备和测量仪器方面知识准备充分。 一、试件设计 对于试件设计，包括试件的形状，尺寸和数量的选择都要遵循合理可行的规则。 试件设计之所以要注意它的形状，主要是要在试验时形成和实际工作相一致的应力状态。在从整体结构中取出部分构件单独进行试验时，必须要注意其边界条件的模拟，使其能如实反映该部分结构构件的实际工作，同时要注意有利于试验合理加载。 任一试件的设计，其边界条件的实现与试件安装、加载装置与约束条件等有密切的关系。在整体设计时必须进行周密考虑，才能付诸实施。 结构试验所用试件的尺寸和大小，总体上分为真型（实物或足尺结构）和模型两类。不同情况下选择不同的试件尺寸，采用缩尺或真型试件。必要时要考虑尺寸效应的影响，在满足构造要求的情况下，太大的试件也没有必要。 对于结构动力试验，试验尺寸常受试验加载条件等因素的限制。动力特性试验可在现场原型结构上进行。至于地震模拟振动台加载试验，因受台面尺寸、激振力大小等参数的限制，一般只能作缩尺的模型试验。 试件设计同时必须考虑必要的构造措施。 在科研性试验时，为了保证结构或构件在某一预定的部位破坏，以期得到必要的测试数据，就需要对其它部位事先进行局部加固。为了保
“大鹏展翅”输电塔结构模型设计 理论方案 浙江省大学生结构设计竞赛组委会 二OO七年十月
目录序 (2) 1. 设计说明书 (4) 1.1 研究背景和意义 (4) 1.2 结构的构思和结构的选型 (4) 2. 方案图 (7) 2.1 模型三维图 (7) 2.2 模型三视图 (8) 2.3 主要构件图 (9) 2.4 支座与连接详图 (10) 3. 计算书 (11) 3.1 计算模型 (11) 3.2 荷载分析 (11) 3.3 内力分析 (12) 3.4 整体结构水平方向变形分析 (13) 3.5 材料的力学性能与粘结工艺 (13) 四研究中存在的问题及反思 (14)
序 输电塔作为这个电器的时代的支撑点，她需要耐人寻味的体态，轻盈的身躯，以及一副刚强的骨架。 一个构筑物第一时间传递给我们是视觉上的冲击，那就是外形。自身的重量是任何物体所必须克服的，轻盈的身躯将为基础减去相当的负担。承受再轻的重量，也必须有相应的骨架。面对高耸的输电塔更是如此。一副合理的骨架结构是承载能力的关键。短短10年时间内我国输电线路长度增加了一倍多。在电网建设的过程中，输电塔也得到了前所未有的发展，从早期的以木材为主要材料作为输电杆，到后来以钢筋水泥杆为主要材料作为输电塔，到现在的以钢材为主要材料作为输电塔；塔重从单基重量1－2吨，发展到现在最大单基塔重3980吨；塔高从几米发展到2004年10月建成投产的江阴段长江大跨越，塔高346.5米，是世界输电第一高塔。因而在此次我们主要考虑以下几个方面来来设计我们的结构：承载能力高、自重轻、结构稳定，合理、外形新颖、符合实际制作、使用时结构变形小。 满足以上各个方面，我们舍弃了传统的类似于筒体的桁架，采用了单刚片受扭的双刚片交叉结构。 她作为一个刚片受水平垃力，可以减少较多面上的短杆件的使用。自重轻，耗材少。外形更是完成了一个突破。同时长杆件的使用减少了结点的处理更符合实际制作的要求。更为了使结构为创新，经济，美观，使用，我们采用了双刚片X交叉的结构。就我们的理论分析，在结构的设计和制作的过程相结合尚在实际使用范畴之内，我们有必要做出大胆的假设，并付出实际的行动。在实践中把握真理。
《建筑结构试验》第五章建筑结构试验设计 2004-12-28 建筑结构试验设计中应注意的问题 建筑结构试验设计要解决的问题：试件设计应从哪些方面进行考虑？要注意哪些问题？结构试验对试件设计有哪些要求？常用的模型材料有哪些？结构模型相似的三个定理应如何进行理解？如何确定原型与模型的相似条件？量纲分析法确定相似条件的步骤？为什么有时采用不同于设计计算所规定的荷载图式？试验的加载制度包括哪些内容？试验加载程序包括哪几部分内容？观测仪器如何选择，测读时应遵循什么原则？结构试验时应采取哪些安全措施？试验报告要如何书写？ 带着所提出的问题进行有针对性的学习。主要思路如下： 结构试验设计的内容，主要是通过反复研究，确定试验的目的，试验的性质与规模，进行试件设计，选定试验场所，拟定加载与量测方案，设计专用的试验装置和仪表夹具附件以及制订安全技术措施。同时，按试验规模组织试验人员，提出试验经费预算和消耗性器材数量和设备清单。最后在设计规划的基础上提出试验大纲和进度计划。试验工作者对新型的加载设备和测量仪器方面知识准备充分。 一、试件设计 对于试件设计，包括试件的形状，尺寸和数量的选择都要遵循合理可行的规则。 试件设计之所以要注意它的形状，主要是要在试验时形成和实际工作相一致的应力状态。在从整体结构中取出部分构件单独进行试验时，必须要注意其边界条件的模拟，使其能如实反映该部分结构构件的实际工作，同时要注意有利于试验合理加载。 任一试件的设计，其边界条件的实现与试件安装、加载装置与约束条件等有密切的关系。在整体设计时必须进行周密考虑，才能付诸实施。 结构试验所用试件的尺寸和大小，总体上分为真型（实物或足尺结构）和模型两类。不同情况下选择不同的试件尺寸，采用缩尺或真型试件。必要时要考虑尺寸效应的影响，在满足构造要求的情况下，太大的试件也没有必
机械设计作业设计计算说明书 题目：设计齿轮传动高速轴的轴系部件系别： 班号： 姓名： 日期：2014.11.29
机械设计作业任务书 题目：设计带式运输机中的齿轮传动 设计原始数据： 带式运输机传动方案如图1所示。 原始数据见表1 表1 带式运输机设计中的已知数据 电动机工作功率Pd （kW）电动机满载转 速 (/min) m n r 工作机的转 速 (/min) w n r 第一 级传 动比 1 i 轴承中 心高H （mm） 最 短 工 作 年 工作环境 3 960 90 1.8 150 1班室外、有尘 图1 带式运输机运动方案及各轴名称
目录 1 轴材料的选择 (3) 2 初算轴径 (3) 3 结构设计 (3) 3.1 确定轴的轴向固定方式 (4) 3.2 确定轴承类型及其润滑和密封方式 (4) 3.3 确定各段轴的径向尺寸 (4) 3.4 确定轴承端盖的尺寸 (5) 3.5 确定各段轴的轴向尺寸 (5) 3.6 确定各段轴的跨距 (6) 3.7 确定箱体的尺寸 (6) 3.8 确定键的尺寸 (7) 4 轴的受力分析 (7) 4.1 画出轴的受力简图 (7) 4.2 计算轴承的支承反力 (7) 4.3 画出轴的弯矩图 (7) 4.4 画出轴的转矩图 (9) 5 校核轴的强度 (9) 5.1 按弯扭合成强度计算 (9) 5.2 轴的安全系数校核计算 (9) 6 校核键连接的强度 (11) 7 轴承寿命计算 (11) 8 绘制高速轴装配图 (12) 9参考文献 (12)
1 轴材料的选择 因传递功率不大，且对质量及结构尺寸无特殊要求，故需选用常用材料45钢，并调质处理。 2 初算轴径 由V 带传动的设计计算和齿轮传动的设计计算可得各轴的运动参数和动力参数见表2。 表2 各轴的运动及动力参数 高速轴作为转轴，这里按照扭转强度初算轴径 3n P C d ?≥ 式中： P ——高速轴（即I 轴）传递的功率，kW ，由表2可知，kW P 88.2=； n ——高速轴的转速，min /r ，由表2可知，min /533r n =； C ——由许用扭转剪应力确定的系数，查参考文献[1]表10.2得106~118=C ，取112=C 。 由上述数据计算轴径得 mm d 7.19533 88.21123=?≥ 由于轴上有一个键槽，因此，轴径需要增大5%，即 mm d 7.207.1905.1min =?= 根据GB/T 2822—200520a R 系列圆整得mm d 22min =。 3 结构设计 轴名 功率P/ kW 转矩T/ (N ·m) 转速n/ (r/min) 传动比i 效率η 电机轴 3 29.8 960 1.8 0.96 Ⅰ轴 2.88 51.49 533 5.9 0.96 Ⅱ轴 2.77 291.73 90 1 0.98 卷筒轴 2.71 285.92 90
料仓悬臂挡料墙设计 1.概况 本工程骨料调节料仓仓壁采用悬臂式挡土墙结构，4级建筑物，墙高6.5m，埋深0.5m。其位于松绑水电站右岸，承担NO1、NO2两座拌合楼临时储料。料仓底部设置地弄作为供料通道。其型号尺寸如下图： 挡料墙尺寸图 2.设计依据 2.1 主要设计规范及参考资料 1）《水工挡土墙设计规范》（SL379-2007）； 2）《水工混凝土结构设计规范》（SL191-2008）； 3）《水工建筑物荷载设计规范》（DL5077-1997）； 2.2 地质条件 2.3设计参数 1）悬臂式挡土墙为钢筋混凝土结构，结构和强度计算采用以下数
据，土压力荷载分项取1.2，设置排水孔，根据本工程特点，可不考虑水压力作用。 2）地基容许承载力[R]=500kN/m2；基底摩擦系数f=0.4；墙后填料 ≥1.2；为砂砾石料，内摩擦角33.5°，重度16.5kN/m3；抗滑稳定系数K t ≥1.5。 抗倾稳定系数K 3）混凝土采用C20,各项强度指标如下： =1.10MPa; fc=9.6MPa, f t 钢筋采用HRB335级，各项强度指标如下： fy=300MPa。 3.挡料墙稳定性计算 3.1土压力计算 按假想墙背计算得到: 第1破裂角： 31.6°，判断是否存在第二破裂面，计算后发现第二破裂面存在：第2破裂角=17.7 °。 Ea=290.63kN/m，Ex=180.42kN/m， Ey=227.84kN/m，作用点高度Zy=2.65m。 墙身截面积=11.48m2，重量=189.47kN/m，重心距前趾水平距离=2.26m 整个墙踵上的土重=111.75(kN) 重心前趾水平距离=1.36m 3.2稳定性验算 1) 滑动稳定性验算 基底摩擦系数= 0.400 滑移力= 180.42(kN) 抗滑力=558.45(kN) 滑移验算满足: Kc =1.238>1.200 。 2) 倾覆稳定性验算 相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw=1.402 (m) 相对于墙趾点，墙踵上土重的力臂Zw1=2.39 (m) 相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx=3.01 (m) 相对于墙趾点，Ex的力臂 Zy=2.650(m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
一、振动台试验方案 1试验方案 1.1工程概况 本工程塔楼结构体系为“三维巨型空间框架－钢筋混凝土核心筒”结构体系，主要由4个核心筒、钢骨混凝土（SRC）外框架、3个避难层联系桁架三部分构成，图1-2、图1-3分别是B塔结构体系构成示意图和建筑效果图。特别指出的是本工程在14、24楼层的联系桁架的腹杆以及32、48楼层的斜撑为防屈曲支撑（UBB）构件。设计指标为小震不屈服，大震屈服耗能。具体位置示意见图1-4。 本工程的自振周期约为 6.44秒，超过了《建筑抗震设计规范》(GB-50011-2001)设计反应谱长为6秒的规定。本工程存在5个一般不规则和2个特别不规则类型，5个一般不规则类型分别是扭转不规则、凹凸不规则、刚度突变、构件间断和承载力突变。2个特别不规则是高位转换和复杂连接。 1.2 模拟方案 1、模拟方案选择 动力试验用的结构模型必须根据相似律进行设计，模型动力相似律的建立以结构运动方程为基础，选择若干主要控制参数作为模拟控制的对象，依据Buckingham的π定理，经无量纲分析导出控制参数的无量纲积，据此确定各控制参数的相似比率。 结构动力试验的相似模型大致分为四种： （1）弹塑性模型理论上可以重现结构反应的时间过程，使模型和原型的应力分布一致，并可模拟结构的破坏。由于要严格考虑重力加速度对应力反应的影响，必须满足S a=S g=1（S a=模型加速度/原型加速度，S g为重力加速度相似系数，各相似系数之间的关系见表1），即模型加速度反应与原型加速度反应一致，这一要求大大限制模型材料的选择。因为在缩尺模型中，几何比（S l）很小，在Sa=Sg=1的条件下，要满足Sa=S E/S l Sρ=1，即S l=S E/Sρ，必须使模型材料的弹模
一、单项选择题 1．土木工程结构试验中，常用生产鉴定性试验解决的问题是（ C ）。A.验证结构设计理论的假定B.提供设计依据 C.处理工程事故，提供技术依据 D.提供实践经验 2．工程结构试验的四个阶段中，哪一个阶段是整个试验工作的中心环节？（ C ） A.试验规划阶段 B.试验准备阶段 C.试验加载测试阶段 D.试验资料整理和分析阶段 3．在结构试验中应优先选择的结构就位形式是（ A ）。 A.正位试验 B.卧位试验 C.反位试验 D.原位试验 4．结构试验中，钢结构的荷载持续时间一般不少于（ B ）。 A.5min B. 10min C. 15min D. 30min 5．对于量测振动频率、加速度等参数的动测仪表，要求仪表的频率、加速度范围（ A ）被测动态参数的上限。 A.大于 B.等于 C.小于 D.大于等于 6．工程结构的模型试验与实际尺寸的足尺结构相比，不具备的特点是（ D ）。 A.经济性强 B.数据准确 C.针对性强 D.适应性强 7．集中荷载相似常数与长度相似常数的（ B ）次方成正比。 A.1 B.2 C.3 D.4 8．弯矩或扭矩相似常数与长度相似常数的（ C ）次方成正比。 A.1 B.2 C.3 D.4 9．弹性模型材料中，哪一种材料的缺点是徐变较大，弹性模量受温度变化的影响较大？（ D ） A.金属材料 B.石膏 C.水泥砂浆 D.塑料 10．哪一种模型的制作关键是“材料的选取和节点的连接”？（ C ）A.混凝土结构模型B.砌体结构模型C.金属结构模型D.有机玻璃模型11．强度模型材料中，哪一种材料需要经过退火处理？（ A ） A.模型钢筋 B.微粒混凝土 C.模型砌块 D.水泥砂浆 12．下列哪一种加载设备属于机械力加载设备？（ B ） A.杠杆 B.弹簧 C.手动液压千斤顶 D.水 13．机械力加载设备中下列哪一种加载设备常用于结构的持久荷载试验？（ D ） A.卷扬机 B.吊链 C.螺旋千斤顶 D.弹簧 14．支座的型式和构造与试件的类型和下列何种条件的要求等因素有关。（ A ） A.实际受力和边界条件 B.位移的边界条件 C.边界条件 D.平衡条件 15．结构试验时，试件的就位型式最符合实际受力状态而应优先采用的是
输电塔结构模型设计内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
“大鹏展翅”输电塔结构模型设计 理论方案 浙江省大学生结构设计竞赛组委会 二OO七年十月 目录
序 输电塔作为这个电器的时代的支撑点，她需要耐人寻味的体态，轻盈的身躯，以及一副刚强的骨架。 一个构筑物第一时间传递给我们是视觉上的冲击，那就是外形。自身的重量是任何物体所必须克服的，轻盈的身躯将为基础减去相当的负担。承受再轻的重量，也必须有相应的骨架。面对高耸的输电塔更是如此。一副合理的骨架结构是承载能力的关键。短短10年时间内我国输电线路长度增加了一倍多。在电网建设的过程中，输电塔也得到了前所未有的发展，从早期的以木材为主要材料作为输电杆，到后来以钢筋水泥杆为主要材料作为输电塔，到现在的以钢材为主要材料作为输电塔；塔重从单基重量1－2吨，发展到现在最大单基塔重3980吨；塔高从几米发展到2004年10月建成投产的江阴段长江大跨越，塔高346.5米，是世界输电第一高塔。因而在此次我们主要考虑以下几个方面来来设计我们的结构：承载能力高、自重轻、结构稳定，合理、外形新颖、符合实际制作、使用时结构变形小。 满足以上各个方面，我们舍弃了传统的类似于筒体的桁架，采用了单刚片受扭的双刚片交叉结构。 她作为一个刚片受水平垃力，可以减少较多面上的短杆件的使用。自重轻，耗材少。外形更是完成了一个突破。同时长杆件的使用减少了结点的处理更符合实际制作的要求。更为了使结构为创新，经济，美观，使用，我们采用了双刚片X交叉的结构。就我们的理论分析，在结构的设计和制作的过程相结合尚在实际使用范畴之内，我们有必要做出大胆的假设，并付出实际的行动。在实践中把握真理。 1. 设计说明书 《逍遥游》曰： 北冥有鱼，其名为鲲。鲲之大，不知其几千里也；化而为鸟，其名为鹏。鹏之背，不知其几千里也；怒而飞，其翼若垂天之云。 北方的大海里有一条鱼，它的名字叫做鲲。鲲的体积，真不知道大到几千里；变化成为鸟，它的名字就叫鹏。鹏的脊背，真不知道长到几千里；当它奋起而飞的时候，那展开的双翅就像天边的云。
第三届湖北省“结构设计大赛” 设计方案 设计人：张学强、侯金穗、徐立
一、 料仓装料部分： <一>形状尺寸 1、形状：采用直圆筒状主装料仓，如图所示： 2、图中圆筒部分高h1，圆台状部分高h2，其中 h1、 h2由以下过程计算 体积：kg mm kg V 601041003 9≥??- mm 70021≤+h h mm 2002≤h () V h h ≥?? ?+++??22212 4 60200602004 200π π 3、考虑到料仓稳定性，结构体重心较低，圆台倾斜角较小，结合上述计算，最优方案为： mm h 4972= mm h 1181≥ 4、又考虑到料仓内部加固的箍竹片会占据一定体积，所以使上部略大于计算理论值，最终确定料仓尺寸为： mm h 5501= mm h 1202= <二>加固方法
1、圆筒部采用内部竖直方向装配竹片，外部横向加环形竹箍固定的方式。 2、圆台部分采用圆筒部分向内部弯折延续，并且在折点内侧环箍加固及下部外侧环箍加固的方式。 3、为使下部形成圆台状，应将竹片加工成向下部逐渐变窄的尖竹片。 4、弯折处细部结构如图所示： 5、安装有环箍部位竹片受力如图所示： <三>竹片加工规格及数据计算 1、由于圆筒部分向上部受力越来越小，并且由竹片箍紧，所以主要承力部分为圆台状部分， 下面就圆台状部分荷载及稳定性作具体计算分析。 2、圆筒及圆台部分共由N根竹片组成，圆筒部分每根竹片宽度为D，圆台下端宽度为d
由几何关系有： mm 200?=πND mm 60d ?=πN 3、考虑竖直方向荷载，忽略料仓内壁对物料的摩擦力，每根竹片平均分摊荷载1p ，弯折区 域总荷载P1满足以下关系： 11p P N =? 并且P1在竹片上呈梯形状分布，如图所示： 4、忽略物料颗粒之间的摩擦力，圆台底部承受荷载为P2，每根竹片承受竖直向下的集中荷 载p2，则满足以下关系： 22p P N =?
一、单项选择题（共 14 道试题，共 70 分。） 1. 关于建筑结构模型试验的优点，如下表述中，（ ）项是不对的。 A. 模型结构的制作较真实结构复杂、且技术要求更高 B. 可以根据试验目的突出问题的主要因素，针对性强 C. 可以严格控制模型试验的主要参数，以避免外界因素干扰，保证试验数据的准确性 D. 模型试验仅能够表达真实结构的指定特征 满分：5 分 2. 下列选项中，（ ）项不属于科学研究性试验。 A. 验证结构计算理论的假定 B. 为制订设计规范提供依据 C. 为发展和推广新结构、新材料与新工艺提供实践经验 D. 通过试验鉴定结构的设计 满分： 5 分 3. 下列各项，（ ）项不属于生产检验性试验。 A. 验证结构计算理论的假定 B. 鉴定结构的设计和施工 C. 检验预制构件的性能 D. 鉴定服役结构的可靠性 满分：5 分 4. （ ）的原理清晰，加载设备操作简单方便、安全可靠，能产生较大的荷载，而且荷载容易控制、 准确、稳定，并能实现多点同步加载。 A. 液压加载 B. 重物加载
C. 机械式加载 D. 气压加载 满分：5 分 5. （）具有频响快，灵敏度高，控制精度好，适应性强等优点，在建筑结构试验中应用范围较广。 A. 液压千斤顶 B. 单向作用液压加载器 C. 双向作用液压加载器 D. 电液伺服加载系统 满分：5 分 6. （）有五个自由度。 A. 活动球铰座 B. 滚动铰支座 C. 固定铰支座 D. 固定球铰支座 满分：5 分 7. 荷载支承装置必须具有足够的（），才能胜任工作，保证试验顺利进行。 A. 刚度和弹性 B. 强度和弹性 C. 强度和刚度 D. 弹性和塑性 满分：5 分 8. （）的测量信号是频率信号，所以测量不受长距离导线的影响，而且抗干扰能力较强，对测试 环境要求较低，因此特别适用于长期监测和现场测量。 A. 电阻应变片 B. 手持式应变仪 C. 振弦式应变计 D. 百分表
第七届结构设计大赛细则 一、大赛题目 输电塔结构模型设计与制作。利用指定的材料，设计并制作一个输电塔结构模型，承受一定的竖向和水平静荷载。 具体竞赛内容包括：方案设计与理论分析、结构模型制作、作品介绍与答辩、模型加载试验。 模型制作材料为：牛皮纸、腊线、白胶，固定模型的底板为木工板。材料由组委会统一提供，不得使用非组委会提供的其它任何材料。否则，一经查实，取消其参赛资格，并予以通报。 二、大赛要求 1、参赛要求 (1) 参赛内容应包括理论设计方案和结构模型两部分。 (2) 每个赛队只能提交一份作品，并对模型命名。 (3) 每位学生只允许加入一个参赛队，各队应独立设计、制作。比赛时，任何人不得为参赛队提供帮助和指导。一经查实，将取消参赛资格。 (4) 各参赛队必须在规定时间和地点参加竞赛活动，缺席者作自动弃权处理。竞赛期间不得任意换人，若有参赛队员因特殊原因退出，则进行缺席竞赛。 2、理论方案要求 结构设计理论方案内容包括：方案图和计算书。方案图包括若干
结构图及主要构件、结点详图；计算书包括荷载分析、内力分析、结构选型、计算简图、承载能力估算等。 3、模型制作要求 (1) 模型制作材料由竞赛组委会统一提供。各参赛队在规定时间内完成模型制作，最终模型需与提交的结构设计方案相一致。 (2) 模型结构形式和总高度不限。模型的主要受力构件应合理布置，整体结构应体现“创新、轻巧、美观、实用”的原则。 (3) 参赛队在模型上设置两个加载点A和B（必须关于底版中心线对称），距底板高度为500±5 mm，距底板中心线水平距离为120±5 mm(用于设置加载点的结构的端面距底板中心距离不得超过125mm)。每个加载点均要求设置可以施加水平力和竖向力的拉线环各一个，同时各固定一块与水平力相垂直的20mm×20mm测试板C（测试板由赛指导小组统一提供），以布置位移测点。详见示意图。（同时，各加载点还必须提供一个与水平力相垂直的20mm×20mm测试面C（详见示意图），该测试面必须有足够的刚度，以测量加载点的位移。）测试面要求学生自已制作，不是由竞赛指导小组统一提供。 (4)固定模型的底板由组委会统一提供，尺寸为300 mm×300 mm。模型制作材料固定在底板的范围不得超出200 mm×200 mm。底板固定位置详见示意图。 (5)模型加载点A、B的拉线环均要求承受一定的竖向静荷载和水平静荷载，拉线环受力拉直后离加载点的距离不得超过一定范围（请参赛者注意加载测试仪器示意图，仔细考虑给定条件）。
料仓基础计算 风荷载计算 风、雪荷载(FX-1) 项目名称构件编号日期 设计校对审核 执行规范: 《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012), 本文简称《荷载规范》----------------------------------------------------------------------- 1 查询结果 所在地点：海南三亚市 海拔高度：0.0m 基本气温(最低～最高)：14.0℃～36.0℃ 雪荷载准永久值系数分区：— 2 设计资料 2.1 已知条件 基本风压：w0=0.85kN/m2 基本雪压：s0=0.00kN/m2 结构类型：主要受力结构 基本自振周期：T1=0.41s 脉动风荷载水平方向相关系数：ρx=1.00 建筑高度：H=15.00m 计算位置的高度：z=10.00m 结构阻尼比：ζ1=0.01 地面粗糙度：B 修正系数η：1.00 风荷载体型系数：μs=0.80 屋面积雪分布系数：μr=1.00 2.2 计算内容 (1)风压高度变化系数 (2)结构第1阶振型系数 (3)脉动风荷载的背景分量因子 (4)脉动风荷载的共振分量因子 (5)风振系数 (6)风荷载标准值 (7)雪荷载标准值
3 计算过程和计算结果 3.1 风压高度变化系数 离地面高度取计算点的高度z=10.00m 查《荷载规范》表8.2.1, 风压高度变化系数μz =1.00 考虑修正系数η后, μz =μz η=1.00×1.00=1.00 3.2 结构第1阶振型系数 z/H=10.00/15.00=0.667 查《荷载规范》表G.0.2, 结构第1阶振型系数φ1(z)=0.55 3.3 脉动风荷载的背景分量因子 查《荷载规范》表8.4.5-1, 系数k=0.91, 系数a 1=0.22 根据《荷载规范》公式8.4.6-1 脉动风荷载竖直方向相关系数 z 根据《荷载规范》第8.4.5条 脉动风荷载的背景分量因子 B z x z 1( z ?15.000.22 3.4 脉动风荷载的共振分量因子 结构第1阶自振频率f 1=1/T 1=1/0.41=2.43Hz 根据《荷载规范》公式8.4.4 地面粗糙度修正系数k w =1.00 脉动风荷载的共振分量因子 1 3.5 风振系数 根据《荷载规范》公式8.4.3 峰值因子g 取2.5 10m 高度名义湍流强度I 10取0.14
山地输电塔模型计算机仿真分析 本文针对2019年第十三届全国大学生结构设计比赛中山地输电塔结构模型设计与制作。将计算机仿真分析引入结构设计竞赛，有助于提高结构设计竞赛的分析和设计水平，对推动相关专业本科教学具有一定的指导意义。 标签：仿真分析;约束条件;结构大赛;结构优化 结构设计比赛已被列为全国大学生科技创新赛事之一。该赛事主要针对工程及相关专业的在校大学生，非常具有创造性和挑战性，巩固和提高学生的专业知识，培养学生的创新思维，应用和实践能力，强化团队意识和协作能力有很大帮助作[1] 。比赛中对模型进行设计优化，让结构受力最优，能体现参赛者的工程技术程度和智慧[2] 。文章以2019年第十三届全国大学生结构设计竞赛为背景，从材料特征、结构选型等方面，阐述了竹质结构模型设计优化的相关步骤和方法，并利用MIDAS分析软件对大赛模型优化选型提供有效思路。 1、赛题简介 1.1模型概述 要求设计并制作一个山地输电塔模型（以下简称“模型”），通过螺钉将模柱支腿固定在400 mm×400 mm×15 mm（长×宽×厚）的竹模上，模型的底面固定在薄模中心250 mm×250 mm正方形的正方形中，如图1a所示，底板中心点为o 点。“高悬挂点”也可用作“水平加载点”低悬挂点应该是模具最远的外伸（悬要设计和制造山地输电塔模型），必须在模型上安装两个“低悬挂点”和一个“高悬挂点”臂）点，间隔薄模表面的高度应该在1000 mm～1100 mm的范围内。底部表面上两个低悬点的投影应分别位于低悬挂突出部分，如图1a所示，分别位于上部和下部扇形环的阴影区域;底部悬挂点的高度应在1200mm～1400mm范围内，薄模表面的投影距离o不应大于350mm，高悬挂点应为模型的最高点。模型低悬挂点和高悬挂点（和水平加载点）的垂直位置如图1b所示。 1.2加载概述 荷载施加分三级，一、二级加载均为挂线荷载，分别在指定导线的加载盘上码放砝码，三级加载是通过侧向加载指导线施加侧向水平荷载。 1.3 材料物理力学性能 （1）竹材结构模型竞赛常用的竹材为竹皮和竹杆件，是专为制作结构模型而研发的材料，常常被用于各级结构模型竞赛中[3.4]。