结构设计理论方案
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第一届四川省大学生结构设计竞赛理论方案书隧道工程组作品名称参赛编号组长姓名周平班级11级土木13班学号20110632 队员姓名邓志鑫班级11级土木13班学号20110649 队员姓名杨赛舟班级11级土木3班学号20110381 组长电话二〇一四年十一月一、设计说明隧道是人类利用地下空间的一种形式,是埋置于地层中的工程构筑物。
由赛题可知,本次开挖制作的隧道模型为土质隧道。
根据竞赛细则要求,我们从隧道受力特性、减小“地表”沉降、提高模型承载力等几个方面出发,充分利用围岩的自承能力,在保证模型满足要求的前提下,科学合理利用建模材料,同时创新提出快速安全的“施工方法”,有效地减小沉降,提高实际工程的施工速度、安全性能和经济效益。
图1.模型设计示意图二、设计理念1、方案的构思本次隧道的开挖对象为装满干燥细砂的有机玻璃箱体。
所给的开挖支护材料有:60根竹筷子、一张A3大小的白卡纸;所给的工具有:小型铲子、小型铁锹、小型钉耙、工具刀、改刀、订书机、铅笔、尺子。
基于上述条件及赛题要求,我们的设计方案构思是通过选用合理隧道开挖断面,采用创新的开挖方法,在控制地表沉降量和提高承载力的同时,尽量减少所用材料的质量。
同时做好隧道开挖前的前处理工作,及采取合理支护结构措施,以增加隧道的承载能力,确保隧道安全准确的贯通。
2、隧道位置和衬砌断面的确定实际工程中无论是越岭线路或沿河傍山线路,在选择隧道时都应力求在地质构造简单、岩性较好的稳固地层中通过。
本次竞赛是在干燥细砂中开挖隧道,围岩等级较差,可能出现不均匀的地层压力、偏压、塌方等工程地质问题,隧道中线以垂直走向穿越最为有利,因此本方案中设计隧道大致为垂直走向。
根据赛题设计要求,既要选择稳定的隧道外形,以满足“地表”沉降量尽可能小的期望,又要选择受力优良的外形,以更好的承受压力抵抗施加的竖向荷载,最重要的是能满足赛题限界的要求。
“限界”是一种规定的轮廓线,这种轮廓线以内的空间是保证列车安全运行所必需的。
建筑结构设计基本原则及合理设计方案建筑结构设计是建筑设计过程中至关重要的一环,它直接关系到建筑的承重能力、稳定性和安全性。
一个合理的建筑结构设计方案,能够有效地保障建筑物的可持续发展和使用安全。
建筑结构设计具有重要的意义。
建筑结构设计的基本原则1. 承重原则建筑结构的主要作用是承受建筑物的自重和外部荷载,因此承重能力是设计的首要考虑因素。
在设计过程中,需要充分考虑建筑物所需承受的各种荷载,包括自重、风荷载、地震荷载等,并根据不同的荷载情况选择合适的结构形式和材料。
2. 稳定原则建筑结构设计需要保证建筑物在受到外部荷载作用时能够保持稳定,不发生倾斜或坍塌。
因此稳定原则是建筑结构设计的重要原则之一。
设计者需要考虑建筑物的整体结构形式、结构布局、支座形式等因素,确保建筑物在使用过程中稳定可靠。
3. 安全原则在建筑结构设计中,安全始终是至关重要的考虑因素。
设计者需要考虑建筑物使用过程中可能遇到的各种危险情况,包括地震、火灾、恶劣天气等,从而确保建筑物在这些情况下能够保持稳定和安全。
在设计过程中需要采用合理的构造形式和材料,以及合适的安全措施,从而保障建筑结构的安全可靠性。
1. 根据建筑用途确定结构形式建筑物的用途对其结构形式有着重要的影响。
对于不同用途的建筑物,其承载荷载和使用要求可能截然不同,因此需要根据建筑的用途选择合适的结构形式。
对于高层住宅建筑,通常采用框架结构或剪力墙结构;而对于工业厂房,则通常采用钢结构或混凝土框架结构。
2. 合理选择结构材料结构材料的选择直接关系到建筑物的承重能力、稳定性和安全性。
在选择结构材料时,需要考虑材料的强度、刚度、耐久性以及成本等方面的因素。
不同的建筑结构可能需要采用不同的结构材料,例如混凝土、钢材、木材等。
在选择结构材料时,需要充分考虑其适用性和经济性,从而得到一个合理的结构材料方案。
3. 合理的结构布局结构布局是指结构各部分的相对位置、形状和尺寸。
合理的结构布局能够有效地保证建筑物的稳定性和安全性。
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。
结构方案设计的主要内容一、引言在建筑、工程等领域中,结构方案设计是一项至关重要的任务。
结构方案设计是指在满足建筑设计的需求和要求的前提下,通过分析结构力学,确定建筑物的结构形式、材料、尺寸等,以确保建筑物的安全性、稳定性和经济性。
本文将深入探讨结构方案设计的主要内容。
二、结构方案设计的要素结构方案设计包括以下几个主要的要素:1. 建筑设计需求分析在进行结构方案设计之前,首先需要对建筑设计的需求进行详细的分析。
这包括建筑物的功能、占地面积、层数等方面的要求。
通过对建筑设计需求的分析,可以确定结构方案设计的基本参数。
2. 结构形式选择结构形式是指建筑物的整体结构布局和组成方式。
常见的结构形式包括框架结构、桁架结构、悬挑结构等。
在选择结构形式时,需要考虑建筑物的功能、外观要求、荷载条件等因素。
3. 材料选择材料选择是结构方案设计的关键。
各种材料具有不同的力学性能和经济性能。
常见的结构材料包括混凝土、钢结构、木结构等。
在选择材料时,需要综合考虑材料的强度、耐久性、施工性等因素。
4. 结构尺寸确定结构尺寸是指建筑物结构中各个构件的尺寸参数。
通过分析结构力学和结构荷载,可以确定结构设计中各个构件的尺寸。
结构尺寸的确定需要满足建筑物的安全性和稳定性要求。
结构计算和分析是结构方案设计不可或缺的一部分。
通过应用结构力学原理,对建筑物的各个构件进行力学计算和分析,以验证结构设计的合理性和安全性。
6. 结构加固设计在某些情况下,已有的建筑物可能需要进行结构加固设计。
结构加固设计是指通过改变原有结构的形式、材料或尺寸,来提高建筑物的安全性和承载能力。
三、结构方案设计的步骤进行结构方案设计时,通常可以分为以下几个步骤:1. 需求调研和分析在进行结构方案设计之前,首先需要进行需求调研和分析。
通过与建筑师和客户的沟通,了解建筑设计的需求和要求,并进行详细的分析。
2. 结构形式选择根据建筑设计的需求和荷载条件,选择合适的结构形式。
结构方案设计的主要内容及其设计原则以结构方案设计的主要内容及其设计原则为标题结构方案设计是指在进行工程、建筑、产品等项目的设计过程中,根据项目需求和要求,综合考虑各种因素,制定出最优的结构方案。
结构方案设计的主要内容包括:项目需求分析、结构类型选择、结构设计原则、材料选择、结构分析与计算、结构细部设计等。
在进行结构方案设计之前,需要对项目的需求进行详细的分析。
这包括理解项目的功能、使用要求、安全要求、经济要求以及环境要求等。
只有全面了解项目需求,才能制定出符合要求的结构方案。
在结构方案设计中,选择合适的结构类型是非常重要的。
不同的项目可能适用不同的结构类型,如梁柱结构、框架结构、拱结构、索结构等。
结构类型的选择应考虑项目的功能和要求,同时还要考虑结构的稳定性、承载能力、抗震性、施工便利性等因素。
在进行结构方案设计时,有一些基本的设计原则需要遵循。
首先是安全性原则,即结构方案应能满足项目的安全要求,确保在正常使用和异常荷载下结构不会发生破坏。
其次是经济性原则,即结构方案应在满足安全要求的前提下,尽可能减少投资成本、施工成本和运营成本。
此外,还要考虑美观性原则、可持续性原则等。
材料的选择是结构方案设计中另一个重要的内容。
不同的材料具有不同的力学性能和耐久性能,对结构的影响也不同。
因此,在结构方案设计中,需要根据项目的要求和条件选择合适的材料。
材料的选择要考虑其力学性能、施工性能、成本、环境影响等因素。
进行结构方案设计时,还需要进行结构的分析与计算。
结构分析是通过数学和力学的方法,对结构进行静力学、动力学和稳定性等方面的分析,得到结构的受力状态和变形情况。
结构计算是根据结构的受力状态和设计要求,进行力学计算和验算,确保结构的安全性和稳定性。
结构方案设计还包括结构的细部设计。
细部设计是指对结构的各个部分进行详细设计,包括构造节点的设计、连接方式的设计、构件尺寸的确定等。
细部设计要考虑结构的承载能力、变形控制、施工工艺等因素,确保结构的安全性和可行性。
单跨结构模型设计理论方案概述:单跨结构是指桥梁或建筑中仅有一个支座的结构形式。
其设计要求的主要目标是满足结构强度、稳定性和耐久性等方面的要求。
在设计中,需要综合考虑各种力的作用,包括荷载力、温度效应、地震力和风力等。
设计理论:在单跨结构模型设计中,应遵循以下设计理论:1.荷载理论:根据工程项目的具体情况,确定适当的荷载标准和荷载组合,并进行荷载计算和分析。
2.钢材理论:选择合适的钢材材料,并根据钢材的力学性能,进行结构设计和验算。
3.混凝土理论:选择合适的混凝土材料,并根据混凝土的力学性能,进行结构设计和验算。
4.稳定性理论:根据结构的几何形态和荷载条件,对结构的稳定性进行分析和验算,以确保结构的安全可靠性。
设计步骤:1.确定结构形式和荷载情况:根据工程项目的要求和实际情况,确定结构的形式,例如梁式桥、拱桥或悬索桥等,并确定荷载的类型和大小。
2.结构分析和荷载计算:利用相关的结构分析软件,对结构进行静力分析和荷载计算,得出结构的内力和反力等结果。
3.设计受力构件:根据结构的内力情况,对受力构件进行合理的选择和设计,包括梁、柱、桩基等。
4.校核和验算:对设计的受力构件进行校核和验算,确保其强度、稳定性和耐久性等达到设计要求。
5.绘制设计图纸:根据设计结果,绘制详细的设计图纸,包括结构图、构造图和施工图等。
设计流程:1.工程前期准备:收集工程项目的相关资料,包括土地、地质、水文和荷载等方面的资料,并进行调研和勘察。
2.结构形式确定:根据工程项目的要求和实际情况,确定合适的结构形式。
3.荷载计算和分析:根据荷载标准和荷载组合,进行荷载计算和分析,得出荷载参数。
4.结构分析和设计:利用结构分析软件,对结构进行强度、稳定性和耐久性等方面的分析和设计。
5.结构验算和优化:对设计结果进行验算,校核设计的受力构件是否满足强度、稳定性和耐久性等要求,如不满足则进行优化。
6.设计图纸绘制:根据设计结果,绘制详细的设计图纸,并编写设计报告。
结构方案设计的主要内容结构方案设计的主要内容作为建筑行业中至关重要的一环,结构方案设计直接关系到建筑物的稳定性、安全性以及整体形态美观度。
对于职业策划师来说,了解结构方案设计的主要内容是十分必要的,本文将从六个方面详细介绍。
1. 建筑物的结构形式建筑物的结构形式分为框架结构、钢筋混凝土结构、钢结构等多种类型。
作为策划师,需要对每种结构形式的特点和适用范围有清晰的认识,以便在实际应用中进行选择。
例如,框架结构适用于多层建筑和高层建筑,而钢筋混凝土结构则适用于各种建筑形式。
2. 结构设计的计算方法结构设计的计算方法主要包括静力分析法、动力分析法、有限元分析法等。
在实际应用中,需要根据建筑物的特点和使用环境进行选择。
例如,对于高层建筑,应采用动力分析法,以确保建筑物的抗震性能。
3. 结构构件的设计结构构件的设计是结构方案设计中最为基础和重要的环节。
这一环节主要涉及到各种结构构件的尺寸、厚度、材料等参数的确定。
例如,在钢结构中,需要确定钢材的规格和型号,以保证整个结构的承重能力。
4. 结构节点的设计结构节点的设计是结构方案设计中一个十分关键的环节。
在节点设计中,需要考虑节点的连接方式、耐久性、可靠性等多种因素。
例如,在框架结构中,节点的连接方式对整个结构的稳定性和安全性有着至关重要的影响。
5. 结构体系的确定结构体系的确定是结构方案设计中的另一个重要环节。
在这一环节中,需要根据建筑物的形态和使用要求,确定结构体系的类型和形式。
例如,在高层建筑中,采用的结构体系通常为框架结构或框架-筒体结构。
6. 结构方案的优化设计结构方案的优化设计是结构方案设计的最后一环节。
在这一环节中,需要对已有的结构方案进行细节优化和完善,以提高建筑物的结构稳定性和安全性。
例如,在设计中,可以采用增加支撑、加强节点等方式来优化结构方案。
结构方案设计的范文:在建筑行业中,结构方案设计是建筑物设计中至关重要的一个环节。
通过对结构形式、计算方法、结构构件和结构节点的设计、结构体系的确定以及结构方案的优化设计等方面的深入了解和实践,策划师可以创造出更加稳定、安全和美观的建筑物。
建筑结构设计基本原则及合理设计方案建筑结构设计是建筑学领域的重要组成部分,其设计原则和方案直接影响到建筑的安全性、稳定性和美观性。
一个合理的建筑结构设计方案不仅要考虑到建筑的功能需求,还要考虑到材料的使用和结构的稳定性,以及对环境的适应性。
本文将从建筑结构设计的基本原则和合理设计方案两个方面入手,分析建筑结构设计的重要性并探讨其影响因素。
一、建筑结构设计的基本原则1. 安全性:建筑结构的设计首要考虑是建筑的安全性。
建筑设计要保证结构在正常使用和极端情况下的安全性,尤其是在面对自然灾害如地震、风暴等情况下。
建筑结构的设计不仅需要考虑建筑的承载能力,还需要考虑其抗震、抗风等特殊性能,以确保建筑的安全性。
2. 稳定性:建筑结构的设计必须保证建筑的稳定性。
建筑结构设计中需要考虑到结构的整体稳定性和局部稳定性,以确保在不同的力学作用下保持稳定。
合理的结构设计应该能够克服建筑物受到的各种力学作用,确保建筑的稳定性。
3. 经济性:建筑结构设计需要在确保安全和稳定的前提下追求经济性。
合理利用建筑材料,减少浪费和节约成本是建筑结构设计的基本原则之一。
经济性的设计可以降低建筑的总体成本,提高建筑的竞争力。
4. 美观性:建筑结构设计要能够满足建筑的美观需求。
合理的建筑结构设计可以产生出丰富多彩的建筑形态,在满足功能需求的同时呈现出独特的美学价值。
建筑结构设计要与建筑的整体风格相协调,并注重在设计中注入美学元素。
5. 可持续性:建筑结构设计需要考虑到对环境的影响,注重建筑的可持续性。
合理的建筑结构设计可以减少材料的使用,降低能源消耗,延长建筑的使用寿命,减少对环境的污染,从而实现对环境的保护。
1. 合理选材:建筑结构设计方案需要根据建筑的功能和负荷特性选择合适的材料。
不同的建筑功能需要使用不同的材料,如钢结构适合用于大跨度的建筑,混凝土结构适合于高层建筑等。
在选材上要考虑材料的强度、耐久性、防火性、抗震性等特性,并且要与建筑的整体风格相协调。
结构设计方案模板一、项目概述。
咱这个项目就像一场独特的冒险,它[简要描述项目的功能或者用途,比如是盖一栋超酷的住宅,还是搭建一个超级大的商场之类的]。
就好比我们要打造一个专属的小世界,这个小世界有它特定的要求和期待,而我们的结构设计就是这个小世界的骨架子,要把它撑得稳稳当当的。
二、设计依据。
1. 规范标准。
2. 业主需求。
业主呢,就像这个小世界的大老板。
他们想要[列出业主提出的主要要求,例如房间布局得灵活啦,外观得是那种时尚的流线型啦],这些需求我们必须得考虑进去,不然大老板可要不高兴啦。
3. 场地条件。
场地就像这个小世界的地基,是个非常关键的因素。
这块地[描述场地的情况,是软乎乎的泥土,还是硬邦邦的岩石,有没有地震风险之类的,像“这块地有点软,就像一块大蛋糕,所以我们得小心它可能会变形呢”]。
三、结构选型。
1. 框架结构?框架结构就像搭积木,用柱子和梁组成一个框架,然后把墙、楼板这些小部件塞进去。
这种结构适合[说出框架结构适合的情况,比如空间比较大,布局比较灵活的建筑,像写字楼之类的,“如果是写字楼那种需要灵活划分空间的,框架结构就像个贴心小助手”]。
不过它也有缺点哦,就像一个人太瘦可能不太能抗大风一样,在抵抗侧向力方面可能需要额外的加强措施。
2. 剪力墙结构?剪力墙结构呢,就像是给建筑穿了一件厚厚的铠甲。
那些又长又厚的墙就像勇士一样,在抵抗地震力和风力的时候超级厉害。
这种结构适合[说明适合的建筑类型,比如住宅,“要是盖住宅,就像给住户们一个超级安全的堡垒一样,剪力墙结构就很棒”],但是它也有点小脾气,空间布局就没那么自由啦,就像住在一个固定形状的盒子里。
3. 最终选择。
综合考虑我们这个项目的各种情况,就像挑选最合适的鞋子一样,我们决定采用[说出最终选定的结构类型]结构。
因为[阐述选择这个结构的理由,比如场地条件、功能需求、经济性等方面的考虑,“场地有点晃悠,功能又需要一些灵活性,这个结构性价比还高,所以它就像命中注定一样被选中啦”]。
结构设计理论方案
作品名称通海大桥
参赛院系土木与交通学院
参赛队员
专业名称地下建筑机电机械自动化
指导教师
辽宁工程技术大学第三届大学生结构设计竞赛
二0一0年
目录
摘要 (2)
1 设计说明书 (3)
1.1 概述 (3)
1.2 方案简介 (3)
1.3结构模型及方案特点 (4)
2结构方案图 (5)
2.1结构效果图 (5)
2.2结构俯视图 (5)
3设计计算书 (6)
参考文献 (8)
摘要
本文根据辽宁工程技术大学大学生结构设计大赛规程和使用材料的特点要求,结合现代桥梁结构的特点,借鉴细杆桥结构设计概念构思了本结构模型。
在造型上,空间上主要采用三棱柱、圆柱、三角形、拱形等几何元素,使用细线、胶水固定各个构件,注重结构的整体性。
在结构设计方面,充分根据纸张的力学性能,主要受力构件采用格构式组合构件,利用圆柱杆支撑增加结构空间作用,使用细线承担部分桥面拉力,提高整体结构的抗压能力。
关键词:结构模型、设计大赛、模型制作
1 设计说明书
1.1 概述
对于结构模型,稳定性起着控制作用,包括整体稳定性和局部稳定性,选择合理有效的结构受力体系对结构模型设计有着重要意义。
模型设计中,主要应考虑充分利用白卡纸受力性能特点。
就本次竞赛而言,关键在于充分利用白卡纸坚挺厚实的性能,受压则需要组合成柱的特点,选择优化的结构模型,使结构模型能够接近竞赛规定的最大加载荷载,同时尽可能降低结构的自身重量。
本结构模型根据以上思想,进行结构的构思与设计。
1.2 方案简介
本结构整体外型从正面看有两个相等三角形构成,从侧面看就是一个“口”字,桥面略略上拱,能够有效地抵抗桥面施加的压力。
其造型融入三角形和圆柱等美学元素,整体造型简单、受力形式较好,符合本次竞赛的设计理念。
结构根据竞赛规程的要求,确定合理跨度和高度以后,以八根圆柱斜杆为主要受力构件向下传力。
根据面内部位的抗弯刚度要求,,通过计算得出合理拉线的位置,合理布置拉线的空间角度;并通过ANSYS软件模拟多种荷载情况下的破坏情况,找出结构构件的薄弱环节进行局部加强,使得结构的破坏向强度破坏靠近,从而使本结构模型具有足够的承载能力和优秀的抗侧能力。
1.3 结构模型及方案特点
本结构模型的特点有:
(1)、通过结构模型使荷载有效地转化,使得结构的构件基本只受拉或受压,构件基本不受弯或所受弯矩很小(通过ANSYS分析可知,杆件的最大弯矩引起的应力只有最大轴力引起的应力的10%左右)能充分发挥构件的力学性能。
模型的主要受力构件为二根传力的竖杆、连接竖杆成拉线(增加结构的整体性)。
(2)、拉线的合理设置。
白卡纸轴向受拉力学性能较好,受弯性能低劣,并且做成组合杆件来受弯所需材料较多,故主要利用斜拉线把竖向力集中到桥墩,既增加了面内的抗弯刚度,又提高桥面的承重力。
2 结构方案图2.1结构效果图
2.2结构俯视图
2.3结构立体图
3 设计计算书
3.1结构选型:
桥塔采用常规A型结构,也便于采用侧杆拉索,竖向双索面。
塔身先用两个方柱固定缠绕丝线的圆柱,后用丝线捆绑,以增大其抗拉性。
同时我们查阅资料得知高跨比范围在1:2.4——1:4.7之间为好,我们选择了适当的高度为590mm,以节约材料减少自重。
3.2 接口及节点设计
对于接口设计,由于杆件采用圆柱设计,为了固定两根圆柱杆,在接口处用三棱柱连接两杆,先把两杆接口削成60度角,然后与三棱柱接触,再用细线牢牢捆进,从而达到目的。
对于节点,则用细线穿过两杆,再牢牢缠绕两杆,使两杆紧紧连接在一起。
3.2 涂胶方式
采用两次涂胶,涂第一次胶后,晾干;再涂第二次,晾干。
优点:1. 桥面结构采用曲拱,以增加桥面抗压性和抗拉性。
2. 用铅丝线缠绕,既不增加自重又增加了塔的抗拉性。
3. 桥塔采用“口”字型,有利于空间的充分应用。
荷载分析:
由于此次比赛的加载情况,我们可知在面的四分之一处时,所受剪最为薄弱。
如图
加载时小车最大重量G=10kg*10=100N则杆的最大剪力F=50N
对于塔的受力,有F sinβ=f,且在水平距离不变下塔高越大,β角越大,则sinβ值越大,对F向下的分力f越大,此时F即小车给与桥的力大部分即f作用在竖直塔身上,如图
但同时会增加桥自重,而且塔抗水平变位的刚度就越弱。
斜拉桥最外侧的索由于其倾角最小,效率就最差。
一般应使最外索的效率不低于40%,那么,(H为塔高,l为1/2桥身)
H/[H²+(l/2)²]º.5≥0.4
H/l≥0.22当塔较高时,最外索效率可达到50%,这时,H/[H²+(l
/2)²]º.5=0.5H/l=0.29因此我们选择合适的590mm。
同时对于桥面总宽d=260mm,我们用思根直径大约为2厘米的圆柱支撑桥面,来增加其抗压性。
由于小车车轮直径为8.5厘米,轮子离牵引环距离为1厘米,因此每个车道下的两杆距离应在8.5厘米内,两车道紧挨着的两杆距离应在2厘米左右。
又小车两边宽为11厘米。
因此桥宽不应小于22厘米。
参考文献:
《桥梁建筑的结构构思与设计技巧》人民交通出版社作者:张师定
《桥梁设计百问》人民交通出版社主编:邵旭东
《桥梁美学》人民交通出版社主编:和丕壮。