建筑力学与结构参赛例范本
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博学笃行至诚至坚建筑力学—楼梯从古至今,我们的建筑也在从无到有从天然到人工从低级到高级地不断发展进步之中。
而力学原理又是建筑构造的根基。
其中建筑的稳定性是所有建筑必须考虑到的最重要的因素之一。
尽管我们现在可以看到像比萨斜塔一样给人以不稳定感的建筑,可以看到像空中花园一般神奇的建筑,但是从力学角度分析,它们都是稳定的。
本人在安大图书馆无意中发现有个楼梯竟然只有上下两个支撑面,给人的感觉很不稳定。
为什么不在转弯处建立一个支撑点呢?原来是为了巧用楼梯下空间。
这样零落空间具有一定的深度和宽度,经过规划后也可以成为储藏空间,如利用楼梯下方的空间,可创造出一处紧靠墙面的书架。
同时楼梯间亦可充分发挥空间利用的功效,靠墙的一侧可以依楼梯的走势而设计,做成大小不一的柜子,然后再在墙上打上柔光,保证展示柜上的物件会精美漂亮!屋角变身室内亮点在足够大的居家空间的角落里放置休闲椅或小桌几,可以为室内带来一种闲雅的氛围。
角落家具中过去人们喜欢选用主人椅,现已简化为休闲椅。
因大多为布艺,无论是复杂或简单的线条都颇具色彩感,具有调节空间摆设及气氛的效果。
当然,实用性很重要,但安全性也是必需的!楼梯在室内起到路径的功能,因此其安全与否是头等大事。
楼梯的安全性首先体现在其承重能力上,我们图书馆的楼梯整体构造是铁制的,楼梯扶手和护栏是铁制品,而楼梯板为木制品,木制的可以减轻自重,体制的可以使楼梯更耐用更坚固,从侧面看,铁制梁都是呈工形使受力面尽量增大,从而减小压强;其实,楼梯装好后还要采取一定的防滑措施。
木质踏板可选择专用的防滑垫(胶背垫),或粘金属颗粒是上面变得粗糙,从而增加动摩擦因数,增加摩擦力使人们行走时不易滑倒。
再次,楼梯的所有部件应光滑、圆润,没有突出的、尖锐的部分,以免对人造成伤害。
楼梯的受力情况:楼梯主要有受力的曲梁、踏步、扶手及栏杆组成的,聪明的设计师将这些主要构件有机地连接起来,互相受力设计出各种优美的造型。
如木制的旋转梯,每步踏步板的受力在两端。
第六届北京市大学生建筑结构设计竞赛B组赛组(桥梁方向)(初稿)一.题目北京建筑大学大兴校区图书馆北侧人工湖人行桥梁设计二.设计资料(一)工程概况北京建筑大学大兴校区图书馆北侧人工湖上目前已有人行桥梁一座,所在位置如图2-1-1所示,立面图如图2-1-2所示。
本次拟对该桥进行重新设计和施工,并在该桥东侧修建新桥梁。
桥梁所在位置图2-1-1北京建筑大学大兴校区人工湖上的人行桥桥位图(二)拟建场地工程地质条件1 地形、地貌及地物概述周围为公园人工坡地等如下图所示。
拟建桥梁图2-2-1 拟建桥梁地理位置示意图2 地层分布及岩性特征各岩、土层的分布情况、岩性特征描述及其物理力学性质指标等有待补充。
(三)水文地质条件概述学校人工湖为人工供水,依据《范岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001(2009年版))中的相关标准判别:目前拟建桥梁场地内地表水及地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性。
(四)工程抗震设计基本条件1 地震影响基本参数根据《中国地震动参数区划图》(GB 18306-2001)之附录A(“中国地震动峰值加速度区划图”),工程场区的地震动峰值加速度为0.15g、地震基本烈度为Ⅶ度,相应设防水准为50年超越概率10%。
根据附录B(“中国地震动反应谱特征周期区划图”),工程场区位于特征周期0.40s的分区内(对应Ⅱ类场地)。
设计可根据本工程的重要性、具体设计条件以及本项目专项的场地地震安全性评价结果,综合确定拟建桥梁抗震设计的地震影响参数取值。
2 场地类别依据《公路工程抗震规范》(JTG B02-2013 )中有关规定,综合考虑场地的地形条件,建议拟建桥梁场地的场地类别整体按Ⅱ类考虑。
3地震液化判别根据本次勘探、测试成果并结合区域地质调查资料分析,依据《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)及《公路工程抗震规范》(JTG B02-2013)中有关规定判别,拟建场地不存在可发生地震液化的地层。
力学结构设计大赛规程一、竞赛项目简支结构的设计二、竞赛内容竞赛内容包括:理论方案设计、结构模型制作、模型加载试验。
三、参赛须知1.参赛要求参赛者为航务工程学院学生;每组由2-3人组成,自由组队,不限年级专业,在规定时间内报名;参赛作品结构形式不做要求,每个参赛组可最多参加三次测试。
2.设计思路参赛组应先行进行结构设计和内力计算,有条件的可采用软件分析。
每次试验数据应和设计承载能力进行比较,并在下一次参赛时进行优化提高。
木条力学性能特点是顺纹抗压性能良好,抗拉裂能力较差,抗剪能力差,抗弯一般。
受长细比的限制,多为压杆失稳状态的受力破坏,或为节点局部破坏。
此次比赛选用材料为桐木,其力学性质为:抗弯强度:fm=13N/mm2顺纹抗压强度:fc=10N/mm2顺纹抗拉强度:ft=8N/mm2顺纹抗剪强度:fv=1.4N/mm2横纹承压强度:全表面:1.9N/mm23.制作要求主办方统一提供三种规格桐木条(10×10mm,8×8mm,6×6mm)、棉线(只能用来加固结点)和胶水。
允许参赛队对所给材料进行加工、组合,材料不够时可向主办方申请供给。
比赛中发现采用非主办方提供的材料,成绩无效。
参赛作品加载测试采用统一的加载器具和程序,模型应满足该加载条件,尺寸和结构形式不做要求。
4.比赛方式1)每组有三次机会进行加载测试,取最佳成绩作为评奖;2)加载条件加载台用两张等高的桌子,间距为80cm,模型由参赛组自行放置于空挡,两端搁置于桌面。
集中荷载由一刚性梁施加,搁置与简支结构跨中,误差小于2mm。
刚性梁有效长度20cm,接触宽度为5cm,两端用吊杆连接加载设施(详见附图)。
3)加载方式荷载采用钢砝码。
整个加载过程由参赛组自行完成,裁判监督。
每次加荷后开始计时,10s内稳定该级荷载有效,可进行下一级荷载的加载,至简支结构达到最大荷载失稳。
5.成绩评定所有参赛组按荷载质量比(F=Q/W)排序,其中,Q代表模型所承受的最大有效荷载,W代表模型自重。
浙江工商职业技术学院《建筑力学与结构选型》课程大作业结构设计方案与力学计算作品名称:班级:组长:组员:指导老师:二○一一年十二月目录设计说明书 (1)方案构思 (1)结构选型 (1)方案图 (2)整体图 (2)立体图 (2)正面图 (2)俯视图 (3)侧面图 (3)节点详图 (3)计算书 (5)结构参数 (5)杆件力学参数 (5)杆件参数 (5)荷载分析与内力图 (7)荷载分析 (7)内力图 (8)设计说明书现代结构讲究结构与建筑美学相适应,在满足结构功能的同时体现建筑美。
这是本作品设计的源泉,制作承受荷载的空间桁架结构模型,具有极强的视觉冲击与震撼,体现了力与美的完美结合。
方案构思形象是结构内在品质物化的外在形态,是表现结构内涵和个性的形式和语言系统。
为使我们的结构能给人留下特别的印象,考虑从各种技术手段上来表现结构形象。
本次以三角形的稳定性为基础再加上多个二元体使之成为几乎不变的稳定体系,以长方体为空间模型的基础创建,再结合美学使结构更加完美。
结构选型我们从竞赛的要求与实际情况相协调的角度出发,综合考虑材料的特点,运用桁架的承重方式,以悬线代替拉杆,增加拉杆的强度,减轻模型的自重。
其中悬线与压杆的完美结合体现了我们构思新颖和别具一格,不但摆脱了以往桥梁模型设计的外型单调死板,而且给人以强烈的视觉冲击,而同时又巧妙的利用了悬线抗拉的力学原理,设计的宗旨是“结构最简、材料最省、承载力最大。
杆件的倾斜为基础构筑桁架。
整个看起来给人以异度空间的感觉。
方案图整体图立体图正面图俯视图侧面图节点详图节点1 节点2节点3 节点4节点5注:各节点均铰接点计算书结构参数说明:1——21单元为白卡纸 22——23 为蜡线杆件力学参数杆件参数230克白卡纸做杆件的参数:蜡线的各项参数荷载分析与内力图荷载分析由于结构为空间对称结构,研究正面图平面(如下图)受力分析,由于力作用在板的中心位置所以桁架上四个受力点均为总荷载的1/4。
浙江工商职业技术学院《建筑力学与结构选型》课程大作业结构设计方案与力学计算作品名称:班级:组长:组员:指导老师:二○一一年十二月目录设计说明书 (1)方案构思 (1)结构选型 (1)方案图 (2)整体图 (2)立体图 (2)正面图 (2)俯视图 (3)侧面图 (3)节点详图 (3)计算书 (5)结构参数 (5)杆件力学参数 (5)杆件参数 (5)荷载分析与内力图 (7)荷载分析 (7)内力图 (8)设计说明书现代结构讲究结构与建筑美学相适应,在满足结构功能的同时体现建筑美。
这是本作品设计的源泉,制作承受荷载的空间桁架结构模型,具有极强的视觉冲击与震撼,体现了力与美的完美结合。
方案构思形象是结构内在品质物化的外在形态,是表现结构内涵和个性的形式和语言系统。
为使我们的结构能给人留下特别的印象,考虑从各种技术手段上来表现结构形象。
本次以三角形的稳定性为基础再加上多个二元体使之成为几乎不变的稳定体系,以长方体为空间模型的基础创建,再结合美学使结构更加完美。
结构选型我们从竞赛的要求与实际情况相协调的角度出发,综合考虑材料的特点,运用桁架的承重方式,以悬线代替拉杆,增加拉杆的强度,减轻模型的自重。
其中悬线与压杆的完美结合体现了我们构思新颖和别具一格,不但摆脱了以往桥梁模型设计的外型单调死板,而且给人以强烈的视觉冲击,而同时又巧妙的利用了悬线抗拉的力学原理,设计的宗旨是“结构最简、材料最省、承载力最大。
杆件的倾斜为基础构筑桁架。
整个看起来给人以异度空间的感觉。
方案图整体图立体图正面图俯视图侧面图节点详图节点1 节点2节点3 节点4节点5注:各节点均铰接点计算书结构参数说明:1——21单元为白卡纸 22——23 为蜡线杆件力学参数杆件参数230克白卡纸做杆件的参数:蜡线的各项参数荷载分析与内力图荷载分析由于结构为空间对称结构,研究正面图平面(如下图)受力分析,由于力作用在板的中心位置所以桁架上四个受力点均为总荷载的1/4。
且作用在图示5、7点上,并且竖直向下。
由于(22)、(23)为蜡线只能承受拉力,设其抗弯刚度无穷小。
内力图运用结构力学求解器求解内力求解器的写入代码:结点,1,0,0 结点,2,0.025,0 结点,3,0.1625,0 结点,4,0.3,0 结点,5,0.39,0结点,6,0.45,0 结点,7,0.51,0 结点,8,0.6,0 结点,9,0.7375,0 结点,10,0.875,0 结点,11,0.9,0 结点,12,0.7375,0.125 结点,13,0.6,0.25结点,14,0.3,0.25 结点,15,0.1625,0.125单元,1,2,1,1,1,1,1,0 单元,2,3,1,1,0,1,1,0 单元,3,4,1,1,0,1,1,1 单元,4,5,1,1,1,1,1,1 单元,5,6,1,1,1,1,1,0 单元,6,7,1,1,0,1,1,1单元,7,8,1,1,1,1,1,1 单元,8,9,1,1,1,1,1,0 单元,9,10,1,1,0,1,1,0单元,10,11,1,1,0,1,1,1 单元,10,12,1,1,0,1,1,0 单元,12,13,1,1,0,1,1,0单元,13,14,1,1,0,1,1,0 单元,14,15,1,1,0,1,1,0 单元,15,2,1,1,0,1,1,0单元,15,3,1,1,0,1,1,0 单元,15,6,1,1,0,1,1,0 单元,6,14,1,1,0,1,1,0单元,6,13,1,1,0,1,1,0 单元,6,12,1,1,0,1,1,0 单元,9,12,1,1,0,1,1,0单元,4,14,1,1,1,1,1,0 单元,13,8,1,1,0,1,1,1结点支承,1,6,0,0,0,0结点支承,2,6,0,0,0,0结点支承,10,6,0,0,0,0结点支承,11,6,0,0,0,0单元材料性质,1,10,2625.89,29121.16,0,0,-1单元材料性质,11,21,520.18,6123.84,0,0,-1单元材料性质,22,23,110,0.00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001(相当于无穷小),0,0,-1 结点荷载,5,1,1,-90结点荷载,7,1,1,-90轴力图剪力图弯矩图内力计算杆端内力值 ( 乘子 = 1)-----------------------------------------------------------------------------------------------杆端 1 杆端 2---------------------------------------- ------------------------------------------单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩-----------------------------------------------------------------------------------------------1 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.000000002 -0.00000000 0.00000000 0.00000000 -0.00000000 0.00000000 -0.000000003 -0.00000000 0.16248016 0.00000000 -0.00000000 0.16248016 0.022341024 -0.00000000 0.25105986 0.02234102 -0.00000000 0.25105986 0.044936415 -0.00000000 -0.74894014 0.04493641 -0.00000000 -0.74894014 0.000000006 0.00000000 0.74894015 0.00000000 0.00000000 0.74894015 0.044936417 0.00000000 -0.25105986 0.04493641 0.00000000 -0.25105986 0.022341028 0.00000000 -0.16248016 0.02234102 0.00000000 -0.16248016 0.000000009 0.00000000 -0.00000000 0.00000000 0.00000000 -0.00000000 -0.0000000010 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.0000000011 -1.48660687 -0.00000000 0.00000000 -1.48660687 -0.00000000 -0.0000000012 -1.32320938 -0.00000000 0.00000000 -1.32320938 -0.00000000 -0.0000000013 -1.46000000 0.00000000 -0.00000000 -1.46000000 0.00000000 0.0000000014 -1.32320938 -0.00000000 0.00000000 -1.32320938 -0.00000000 0.0000000015 -1.48660687 0.00000000 -0.00000000 -1.48660687 0.00000000 0.0000000016 0.16248016 -0.00000000 0.00000000 0.16248016 -0.00000000 -0.0000000017 -0.13183764 -0.00000000 0.00000000 -0.13183764 -0.00000000 -0.0000000018 0.93471005 0.00000000 -0.00000000 0.93471005 0.00000000 0.0000000019 0.93471005 -0.00000000 -0.00000000 0.93471005 -0.00000000 0.0000000020 -0.13183764 0.00000000 -0.00000000 -0.13183764 0.00000000 0.0000000021 0.16248016 -0.00000000 0.00000000 0.16248016 -0.00000000 -0.0000000022 0.08857970 -0.00000000 0.00000000 0.08857970 -0.00000000 -0.0000000023 0.08857970 0.00000000 -0.00000000 0.08857970 0.00000000 0.00000000位移计算杆端位移值 ( 乘子 = 1)-----------------------------------------------------------------------------------------------杆端 1 杆端 2---------------------------------------- ------------------------------------------单元码 u -水平位移 v -竖直位移-转角 u -水平位移 v -竖直位移-转角-----------------------------------------------------------------------------------------------1 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.000000002 0.00000000 0.00000000 -0.01126954 -0.00000000 -0.00154956 -0.011269543 -0.00000000 -0.00154956 -0.00441502 -0.00000000 -0.00215662 -0.004414964 -0.00000000 -0.00215662 -0.00441496 -0.00000000 -0.00255397 -0.004414865 -0.00000000 -0.00255397 -0.00441486 -0.00000000 -0.00281886 -0.004414816 -0.00000000 -0.00281886 0.00441481 -0.00000000 -0.00255397 0.004414867 -0.00000000 -0.00255397 0.00441486 -0.00000000 -0.00215662 0.004414968 -0.00000000 -0.00215662 0.00441496 -0.00000000 -0.00154956 0.004415029 -0.00000000 -0.00154956 0.01126954 0.00000000 0.00000000 0.0112695410 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.0000000011 0.00000000 0.00000000 0.00838752 -0.00065548 -0.00151052 0.0083875212 -0.00065548 -0.00151052 0.00092233 -0.00042101 -0.00195531 0.0009223313 -0.00042101 -0.00195531 -0.00000000 0.00042101 -0.00195531 -0.0000000014 0.00042101 -0.00195531 -0.00092233 0.00065548 -0.00151052 -0.0009223315 0.00065548 -0.00151052 -0.00838752 0.00000000 0.00000000 -0.0083875216 0.00065548 -0.00151052 -0.00524387 -0.00000000 -0.00154956 -0.0052438717 0.00065548 -0.00151052 -0.00466094 -0.00000000 -0.00281886 -0.0046609418 -0.00000000 -0.00281886 -0.00276217 0.00042101 -0.00195531 -0.0027621719 -0.00000000 -0.00281886 0.00276217 -0.00042101 -0.00195531 0.0027621720 -0.00000000 -0.00281886 0.00466094 -0.00065548 -0.00151052 0.0046609421 -0.00000000 -0.00154956 0.00524387 -0.00065548 -0.00151052 0.0052438722 -0.00000000 -0.00215662 -0.00441496 0.00042101 -0.00195531 -0.0003185723 -0.00042101 -0.00195531 0.00031857 -0.00000000 -0.00215662 0.00441496-----------------------------------------------------------------------------------------------极限分析根据位移图可以看出最大竖直位移出现在节点6处为-0.00281886根据内力图可以看出最大弯矩值出现在节点5处为0.04493641两个作用力在假设为1时的结果也就是说总作用力为4N出现的最大位移没超过规定范围50mm弯矩也满足要求,取50为极限时对应的力的大小为70N约为690kg。