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结构大赛策划书（共8篇）第1篇：结构设计大赛策划书结构设计大赛策划书2016一、竞赛目的结构设计大赛旨在多方面培养大学生的创新思维和实际动手能力，培养团队精神，增强大学生的工程结构设计与实践能力，丰富校园学术氛围，促进交流与学习。
二、竞赛题目专业组:输电塔结构模型设计与制作。
趣味组：稳立鸡蛋三．材料材料为203g白卡纸、腊线、白胶，固定模型的底板为木工板。
(均由大赛组委会统一发放)四、竞赛安排1、参赛对象和形式参赛对象：山东建筑大学全日制在校本科生、研究生。
参赛形式：规定以小组形式参赛，每组应由2-5人组成。
2、时间安排(4)、本次结构设计大赛的加载及决赛答辩将同时举行,具体时间、地点以及其他详情大赛组委会将以海报形式予以通知,请随时关注、3、参赛队培训竞赛组委会在报名截止后将举办有关建筑结构方面的讲座，对本次竞赛题目答疑，对以往竞赛进行讲评，并邀请有关老师对本次结构设计竞赛进行指导，还将特邀以往竞赛成绩优秀者与参赛选手交流。
相关安排将以海报形式通知，敬请关注。
五、竞赛要求1、参赛要求(1)结构设计竞赛内容应包括理论设计方案和结构模型两部分。
(2)每个参赛队只能提交一份作品，并命名。
(3)参赛学生只允许参加一个参赛队，各队应独立设计、制作。
竞赛期间，指导教师不得直接参与参赛作品的理论方案设计计算及模型制作。
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，缺席者作自动放弃处理。
竞赛期间不得任意换人，若有参赛队员因特殊原因退出，则缺人竞赛。
2、理论方案要求(1)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。
(2)理论方案格式和要求：封面（见附件），第一页为300字左右的摘要，其后为方案图和计算书。
3、模型制作要求(1)模型制作材料由竞赛组委会统一提供。
桥梁结构设计理论方案作品名称途锐参赛学校大连交通大学参赛队员周权峰、袁彬、魏剑锋、赵桐玉、杨馨胜专业名称土木工程指导教师张涛大连交通大学结构设计竞赛组委会二○一一年作品简介考虑到本次竞赛题目要求为两跨双车道桥梁，在移动荷载以及均布静荷载作用下的加载，根据所学专业理论知识，认识到主要应该解决的是桥梁跨中的抗弯问题以及细节的抗扭问题、主梁的局部稳定性和支座处的抗剪能力。
从全国各高校的比赛情况来看，大多数模型均采用空腹式梁—桁架组合结构。
这种桥型不仅制作简单、计算方便、理论与实际吻合情况较好，而且可以通过变桁高来实现竖向抗弯刚度沿桥长方向的变化，从而最大程度减轻结构自重。
在主梁类型的选择上我们曾考虑两种截面形式——单箱双室截面和空心圆形截面。
在截面面积及杆件厚度相等的情况下（即控制“自重影响”这一变量），容易验证单箱双室截面比空心圆截面惯性矩大40%以上。
此外，前者节点处理较圆形截面简单，故最终可选用单箱双室截面。
注：作品简介应包括对方案的构思、造型和结构体系及其他有特色方面的说明（可加页）。
结构承重验算1.材料的强度特性我们查阅了浙江大学土木系对结构设计大赛材料的性能试验数据，如下：152( 1 )( 2 )0.00 3.120.003.122.结构整体受力分析我们对支座实际的约束情况加以分析，得到进行结构力学理论计算的杆件约束体系如下：考虑到此次大赛规则有变，加载了均布的静荷载。
联系所学桥梁知识对主梁的连续及非连续不同情况做了对比，（单位力）a. 中间为简支非连续梁在均布荷载下的弯矩图：1.001.00152( 1 )( 2 )5.005.00M 图152( 1 )( 2 )-2.081.04-2.08-2.081.04b.中间为简支连续梁在均布荷载作用下的弯矩图:152( 1 )( 2 )m =1m =1M 图由上述受力分析可知在单位均布荷载作用下，连续梁的跨中最大弯矩较小，仅有1.04NM,但是支座处弯矩交大，为2.08NM ；而非连续梁的跨中最大弯矩为较大的3.12NM ，但是支座处弯矩为0。
大连市结构设计竞赛设计书大连理工大学第十二届结构设计说明书作品名称龙门吊参赛队员专业名称目录一、概念设计 (2)（一）方案构思 (2)（二）结构选型方案比较 (2)1.设计方案1 (2)2. 设计方案2 (4)3. 设计方案3 (5)（三）最终方案详述 (6)1.整体结构设计............................................................................ (6)2.详细设计 (7)3.设计图纸 (8)二、计算设计............................................. (10)（一）静力分析......................................... ..10 （二）基本假设......................................... ..13 （三）荷载分析. (13)（四）位移分析 (13)（五）承载能力的优化与极大值估算 (15)三、构造设计 (16)四．小结 (18)一、概念设计（一）方案构思本次设计竞赛主要有三个方面的技术要求:①模型制作材料模型制作材料为组委会统一提供的230克巴西白卡纸、铅发丝线（鞋底线）和白胶。
不得使用组委会指定以外的其它任何材料，否则将直接取消其参赛资格，并在赛会中通报。
②模型轮廓尺寸限定模型正立面投影限制在如图1所示阴影范围内；侧立面投影限制在图2所示阴影范围内。
提交模型时，参赛学生应使用赛会的固定装置、模型验收模具进行试安装，以确认模型符合尺寸要求，并取得参赛资格。
此外，为保证能够在模型上表面施加移动荷载，模型的上表面应具备足够的硬度及平整度。
③模型柱脚锚固构造为保证模型能可靠地锚固于加载试验装置台面，制作模型时，严格按照赛会规定限位器的尺寸制作模型柱脚。
（二）结构选型方案比较框架结构是指由梁和柱以刚接结或者铰结相连接构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的荷载。
第42卷第3期力学与实践2020年6月S a t O S O t O fO t O fO tO fO S O S O t OI全国周培源大学生I力学竞赛 \3C55C«C3C«C!«C«C«C«大学生结构设计竞赛方案设计原则及案例分析宋晓冰吴晓昂闫斌蒙婧玺陈思佳D(上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，上海200240)摘要在结构设计竞赛中，结构方案的优劣对竞赛结果起着至关重要的作用，素有“方案为王”的说法。
对结构方案设计的总体原则进行了总结，并以上海交通大学代表队在第十一届全国大学生结构设计竞赛上的获奖作品为例，介绍以上方案设计原则在实际操作中的应用。
关键词结构设计竞赛，方案设计，设计原则中图分类号：G642.41 文献标识码： A doi：10.6052/1000-0879-19-237D ESIG N P R IN C IP LE S AND CASE ANALYSIS OF CO LLEG E ST U D E N T S'ST R U C TU R A L DESIG N C O M P IT IT IO NS O N G Xiaobing W U Xiao’ang Y A N Bin M E N G.J i n g x i C H E N Sijia1) (School of Naval A rchitecture, O cean & Civil Engineering, Shanghai Jiao T ong U niversity, Shanghai 200240, C hina) Abstract In the competition of structural design,the merits and the demerits of the structural scheme play an important role in the competition results,which i s known as“the scheme i s the king”.Taking the work of Shanghai Jiaotong University team in the11th National College Students,structural design competition as an example,this paper analyzes the general principles of the structural scheme design,and applies these principles i n practical operations.K e y words structural design competition,scheme design,design principle全国大学生结构设计竞赛至今己成功举办12 届，在国内土木工程专业教学领域有极高的影响力。
西安工业大学第三届结构设计大赛（比赛说明书）结构制作建筑工程学院科协2015年3月18号第三届结构设计大赛比赛细则（桥梁承重）一、参赛说明1. 参赛要求各参赛队应独立设计、制作，桥梁承重组只允许每位参赛者参加一个队。
竞赛期间不得任意换人，若有参赛队员因特殊原因退出，则缺人竞赛。
每个参赛队只能提交一份作品，作品必须命名，模型名称应健康向上、突出特点，名称经组委会验证批准后生效。
各参赛队必须在规定时间内完成模型制作，迟交作品者作为自动弃权处理。
组委会将对所有参赛作品进行初审，对不符合要求的作品直接予以淘汰。
2. 方案设计与理论分析要求内容应包括：设计说明书设计说明书应包括对方案的构思、布局、功能、结构选型及其他有特色方面的说明；文本封面要求注明作品名称、参赛学生姓名、学号、设计说明书、方案图和计算书的顺序编排。
除封面外，其余页面均不得出现任何有关参赛队和个人的信息，否则取消参赛资格。
参赛队必须提交方案设计与理论分析文本的电子文档一份，并标明参赛队名和作品名称；同时用A4纸打印一式五份，在规定时间交到竞赛组委会，逾期作自动放弃处理。
二、模型设计要求1.设计制作模型结构设计符合赛题要求，各参赛队设计、制作模型仅限于使用所发材料（数量可根据模型进行自行增减），允许对所给材料进行适当加工、组合。
2.制作材料组委会将统一提供美工刀、白卡纸、乳白胶等种材料以及工具：3.模型重量结构模型的总重量不超过500克，超过者不能参加比赛。
4.模型尺寸模型的纵桥向长度要求在区间（800，810）mm范围内，纵桥向宽度要求在（90，100）mm 范围内，模型具体长度尺寸拟定请参考实验平台示意图。
模型最高点与最低点之间垂直距离不得超过500mm，从桥面层上开始计算，面层以下结构高度不得超过200mm。
并且桥梁主梁两端各留出27mm距离，此位置上不附加任何结构，供给桥梁固定使用。
不符合要求的模型直接取消比赛资格。
5.模型桥面（1）模型需设置相应桥面构造，用于移动小车加载。
第一届辽宁省普通高等学校大学生结构设计竞赛设计方案作品名称蓄势待发（Ready to be launched）学校名称辽宁工程技术大学学生姓名纪恩宇学号 08学生姓名金明昌学号 06学生姓名龚文棋学号 03指导教师郑大为联系电话二OO七年四月二十日目录第一篇设计说明书一、设计概要二、结构材料分析三、特色说明第二篇方案图一、整体布置图二、节点分析图三、方案效果图第三篇计算书一、桥梁简图二、结构组成分析三、结构内力计算分析四、结构位移计算分析五、结构影响线的计算分析第一篇设计说明书一、设计概要这是辽宁省第一届大学生结构设计竞赛，赛事规格和学术水平均较达到一定的标准。
这次竞赛旨在鼓励同学们充分发挥自己的想象力和创造力，多方面培养大学生的创新意识、合作精神，提高大学生的创新设计能力、动手实践能力与综合素质，丰富校园学术氛围，促进高校大学生相互交流与学习，培养科学的思维方法，严谨的工作态度，并且很好的将学术性与趣味性融合于一体。
通过参加本次竞赛，我们收获很大，也许我们的作品并没能作到最佳设计，但我们确实付出了自己的努力。
在确定模型方案的过程中，为了使结构在满足承载力要求的情况下自重尽可能轻，我们采用了优化技术，充分发挥材料的利用率。
然后利用结构力学求解器进行受力分析，并依据得到的结果对结构破坏形式进行分析，并针对对此采取一定的措施，进而使自己的方案设计趋于完美。
1、方案构思本次设计竞赛给了我们一个拓展自己创新能力的空间和平台，在方案构思与模型制作过程中，我们深深体会到了一个美的创造者与追求者的收获与自豪。
从美学角度来说，桥梁在满足功能要求的前提下，要选用最佳的结构型式——纯正、清爽、稳定。
质量统一于美，美从属质量。
美，主要表现在结构选型和谐与良好的比例，并具有秩序感和韵律感，过多的重复会导致单调。
重视与环境协调，材料的选择，表面的质感，特别色彩的运用起着重要作用。
模型检试有助于实感判断，审视阴影效果。
美丽的桥梁应以其个性对人们产生积极的影响。
桥梁结构设计理论方案
作品名称途锐
参赛学校大连交通大学
参赛队员周权峰袁彬、魏剑锋
赵桐玉、杨馨胜专业名称土木工程
指导教师张涛
大连交通大学结构设计竞赛组委会
二○一一年
作品简介
考虑到本次竞赛题目要求为两跨双车道桥梁，在移动荷载以及均布静荷载作用下的加载，根据所学专业理论知识，认识到主要应该解决的是桥梁跨中的抗弯问题以及细节的抗扭问题、主梁的局部稳定性和支座处的抗剪能力。
从全国各高校的比赛情况来看，大多数模型均采用空腹式梁—桁架组合结构。
这种桥型不仅制作简单、计算方便、理论与实际吻合情况较好，而且可以通过变桁高来实现竖向抗弯刚度沿桥长方向的变化，从而最大程度减轻结构自重。
在主梁类型的选择上我们曾考虑两种截面形式——工字形截面和空心圆形截面。
在截面面积及杆件厚度相等的情况下（即控制“自重影响”这一变量），容易验证工字形截面比空心圆截面惯性矩大40%以上。
此外，前者节点处理较圆形截面简单，故最终可选用工字形截面。
注：作品简介应包括对方案的构思、造型和结构体系及其他有特色方面的说明（可加页）。
结构承重验算1.材料的强度特性
我们查阅了浙江大学土木系对结构设计大赛材料的性能试验数据，如下：
1
5
2
( 1 )( 2 )0.00 3.12
0.003.12
2.结构整体受力分析
我们对支座实际的约束情况加以分析，得到进行结构力学理论计算的杆件约束体系如下：
考虑到此次大赛规则有变，加载了均布的静荷载。
联系所学桥梁知识对主梁的连续及非连续不同情况做了对比，（单位均布力）
a. 中间为简支非连续梁在均布荷载下的弯矩图：
1.00
1.001
5
2
( 1 )
( 2 )5.00
5.00
M 图
1
5
2
( 1 )( 2 )-2.08
1.04
-2.08
-2.081.04
b.中间为简支连续梁在均布荷载作用下的弯矩图:
1
5
2
( 1 )
( 2 )
m =1m =1
M 图
由上述受力分析可知在单位均布荷载作用下，连续梁的跨中最大弯矩较小，仅有1.04NM,但是支座处弯矩交大，为2.08NM ；而非连续梁的跨中最大弯矩为较大的3.12NM ，但是支座处弯矩为0。
综合考虑不同情况下弯矩的影响，我们选择了中间连续梁的形式，因为这样整个梁的弯矩承受较小，只需在支座处稍加强即可，达到节约材料、减轻自重的目的。
C.移动单位荷载作用下距左端1/8处截面弯矩影响线：（左右对称）
( 1 )( 2 )
2
15
D.移动单位荷载作用下中间支座处截面弯矩影响线：
( 1 )( 2 )
2
15
3.荷载简化
由于计算机模拟分析纸质桥梁模型的局限性，我们对计算模型进行了下列简化和假定：
1.采用空间梁单元模拟桁架结构；
2.车轮荷载按横向线集度荷载在两片主桁间进行分配，等效为作用在纵梁上的集中荷载；
3.不考虑桥面板参与受力；
4.忽略桥面及桥面系局部加劲构造的作用；
5.两跨受力模式一样，仅取一跨进行计算分析。
应该承认，上述简化和假定会带来一定的计算误差。
考虑到理论分析用于纸质模型的指导性作用，这样的简化和假定是可以接受的。
采用简化计算模型，考虑将小车荷载转化为加载在左右两根纵梁上的移动点荷载来计算，将总重为100N的小车荷载简化为加载在两根纵梁上的竖向点荷载，即左右两个纵梁分别加载40N 和10N的力，简化后的等价小车荷载模式如图3所示。
图1 简化后的小车荷载（单位：mm）
4.模型单元编号
桁梁模型单元的编号见图2、图3。
鉴于纵梁的重要性，每节间的纵梁划分为3～5个单元；为使计算便捷，将其余杆件均视作一个单元。
图2 纵梁单元编号
图3腹杆单元编号
5.纵梁受力情况及挠度
腹杆单元可近似按轴心受压构件计算，根据Midas 软件的桁架单元内力分析结果可知53
号腹杆单元为控制单元；纵梁单元同时受轴向应力、弯曲应力和剪应力的作用，根据软件的应力分析结果可知68号梁单元为控制截面；跨中挠度的大小也为本次模型设计成功与否的关键因素。
模型的53号、68号单元内力和跨中挠度计算结果如表4所示： 表4： 单元内力和跨中挠度计算结果
中心距
53号腹杆 轴力(N)
68号纵梁轴向应力(MPa) 68号纵梁弯
曲应力(MPa) 68号纵梁剪
应力(MPa)
跨中挠度（mm ） 200mm
64.4425
3.87 16.1 2.6 11.85
腹杆轴力 221161.6291 5.90/14/10.44
c N N mm f N mm A σ=
==<= 采用第四强度理论计算模型68号纵梁单元的相当应力：
22222213(3.616.7)3 2.620.8/21/r c N mm f N mm σστ=+=++⨯=<=
6. 47号纸带单元截面尺寸的选取
基于浙江大学结构设计大赛的材料试验结果和补充试验数据，并参考有关资料，拟定20mm
宽的纸带的性能参数如表5所示。
表5 材料性能参数
名称 层数 面积 弹性模量
极限拉压应力（N/mm 2）
白卡纸1 1 0.3×20=6mm 2 1130 22.2/7.0 白卡纸2 2 0.6×20=12mm 2 1145 44.0/14.0 白卡纸3 3 0.9×20=18mm 2 1600 66.0/21.0 白卡纸4
4
1.2×20=24mm 2
1960
88.0/28.0
桥梁模型结构的各杆件单元采用不同层数的白卡纸制成，软件分析计算中采用表6中所列参数。
表 6 单元几何参数表（单位：mm ）
项目 材料 截面形状 宽 高
厚
纵梁 白卡纸3 工字 20 20 0.9 横梁 白卡纸2 矩形 10 20 0.3 腹杆 白卡纸1 矩形 15 20 0.6 下弦横联 白卡纸1 纸带
边长为20 0.3 纸带 一层纸带 白卡纸4 纸带
20 0.3 二层纸带 白卡纸4 纸带
20 0.6
47号纸带单元为桁架单元，主要承受拉力，由Midas 分析结果得其轴力为126.87N 。
1) 选取一层白卡纸： 22126.8752.86/[]22.2/2.4
F N mm N mm A σσ=
==>=，不满足要求； 2) 选取二层白卡纸：
22126.8726.43/[]44/4.8
F N mm N mm A σσ=
==<=，满足要求； 综上可知，两层8mm 的白卡纸可以满足要求，但处于结构的构造要求和47号纸带单元对结
构的重要性，最终我们选定47号纸带单元采用三层8mm 的纸带。
注：结构承重验算应包括结构选型、计算简图、荷载分析、内力分析、承载能力估算等（可加页）。
作品简图
我们最终采用的方案结构体系为两跨简支鱼腹式桁梁桥，为无竖杆的三角形桁架，模型按1015mm＋1015mm等跨布置，全长2030mm，宽200mm。
两纵梁中心距为170mm，桥面板自纵梁外缘向外各悬挑10mm，实际通车桥面宽200mm。
纵梁采用工字截面，梁高20mm,箱宽20mm；横梁采用单箱截面，不等间距布置，梁高20mm，宽10mm；腹杆为不等节间布置，截面采用15mm×20mm矩形空心管；下弦杆采用纸带，尺寸高1.2mm，宽20mm；下弦跨中横联采用纸带，边长为20mm；桥面采用经厚薄处理的整块纸张连续铺设。
图1～2分别为最终设计的立面、平面示意图。
图1 立面布置示意（不包括桥面和局部加劲构造单位：mm）
图2 平面布置示意（不包括桥面和局部加劲构造单位：mm）
注：作品简图应包括结构整体布置图、主要构件详图和方案效果图（可加页）。
