结构设计大赛理论方案设计设计

设计方案1．命题背景 吊脚楼是我国传统山地民居中的典型形式。

这种建筑依山就势，因地制宜，在今天仍然具有极强的适应性和顽强的生命力。

这些建筑既是我中华民族久远历史文化传承的象征，也是我们的先辈们巧夺天工的聪明智慧和经验技能的充分体现。

重庆地区位于三峡库区，旧式民居中吊脚楼建筑比比皆是。

近年来的工程实践和科学研究表明，这类建筑易于遭受到地震、大雨诱发泥石流、滑坡等地质灾害而发生破坏。

自然灾害是这种建筑的天敌。

相对于地震、火灾等灾害而言，重庆地区由于地形地貌特征的影响，出现泥石流、滑坡等地质灾害的频率更大。

因此，如何提高吊脚楼建筑抵抗这些地质灾害的能力，是工程师们应该想方设法去解决的问题。

本次结构设计竞赛以吊脚楼建筑抵抗泥石流、滑坡等地质灾害为题目，具有重要的现实意义和工程针对性。

2．赛题概述本次竞赛的题目考虑到可操作性，以质量球模拟泥石流或山体滑坡，撞击一个四层的吊脚楼框架结构模型的一层楼面，如图2.1所示。

四层吊脚楼框架结构模型由参赛各队在规定的时间内现场完成。

模型各层楼面系统承受的竖向荷载由附加配重钢板实现。

主办方提供器材将模型与加载装置连接固定（加载台座倾角均为o 30θ=），并提供统一的测量工具对模型的性能进行测试。

方案：楼总高1000mm,宽200mm，长200mm，总占地面积40000平方毫米，该结构设计的是梁架结构，运用三角形支撑，十字梁做承受荷载的棚顶和楼地面，撞击点采用*形抗撞结构，并应用工字型制作支柱，这样既轻便又抗撞击，增加了美观性。

因为重庆地区位于三峡库区，旧式民居中吊脚楼建筑比比皆是。

这类建筑易于遭受到地震、大雨诱发泥石流、滑坡等地质灾害而发生破坏。

考虑到这些我们所设计的吊脚楼，必须有抗震，抗大雨诱发的泥石流，滑坡等地质灾害，怎样才能用最节省的材料设计出最结实的吊脚楼呢？我们首先想到的是吊脚楼作为居住的场所，必须能承受住压力，所以设计的时候特别采用三角形支撑结构支撑上楼面，并且再设计过程中增加了三角形制成的稳定性，在楼的支撑的下面增加了竖向支撑，并且更加稳定了柱的抗压能力，一举两得。

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。

第四届全国大学生结构设计竞赛计算书目录一、计算部分1、结构选型与方案设计2、材料属性的确定（木材顺纹抗压强度试验）3、结构建模及荷载分析4、结构内力分析5、结构承载力及位移分析二、图纸部分模型图纸（含节点构造、材料表）1.结构选型与方案设计世界上众多铁塔、电视塔的结构形状都是从下往上截面逐渐变小，为什么会这样呢？图1－1是世界著名的埃菲尔铁塔，在高耸入云的上部塔尖、塔身都受到大风的水平作用力，我们做简单的弯矩分析，如图1-1：将埃菲尔铁塔简化成如图1-2所示，使其受简化风载的作用，弯矩图如图，从上往下弯矩逐渐增大，和结构选型类似。

所以埃菲尔铁塔的选型和弯矩图大致相似。

此次竞赛制作的体育场悬挑屋盖，主要受风荷载力、竖向荷载力的作用，那么，在这两个荷载作用下，弯矩会是什么样的呢？我们做了大致计算，结果如图1-3：所以，我们结构的大致选型也就和弯矩图大致相似，而我们的作图1－1埃菲尔铁塔图1－2埃菲尔铁塔弯矩草图图1－3赛题结构弯矩草图品名称取为：“驭竖凌风”，意为结构驾驭竖向荷载，凌驾风荷载之意。

接下来的工作就是确定模型的最终造型：刚开始，我们初步定夺，做了如图1-4模型：七榀模型，杆件大多数是4mm*6mm 截面的。

优点：刚度大；缺点：质量较重，结构不简明，受荷不明确。

针对缺点，我们做了很多次实验，从七榀桁架到五榀桁架，再到三榀桁架，到最终的两榀桁架。

在质量“减肥”的情况下，还要保证刚度，要使模型在受载情况下，不破坏并且变形较小。

在这种要求下：（1）对模型上下弦的截面做了改动：单纯的用本次大赛提供的矩形杆件，或者粘接的矩形杆件，质量较大，我们力求一种轻质高强的杆件，于是决定出两榀上下弦杆件都用矩形杆件拼接成“T ”型杆件。

（2）对节点进行处理：处理的原则是把粘接面积增大，把木条刻槽，使木条跟木条嵌在一起，具体节点处理见后附图册。

（3）根据每根杆件受力分析，决定出每根杆件的截面大小，尽量满足“轻质高强”的要求。

附件12018 年第十二届全国大学生结构设计竞赛题目（结设竞函〔2018〕03 号）《承受多荷载工况的大跨度空间结构模型设计与制作》1．命题背景目前大跨度结构的建造和所采用的技术已成为衡量一个国家建筑水平的重要标志，许多宏伟而富有特色的大跨度建筑已成为当地的象征性标志和著名的人文景观。

本次题目，要求学生针对静载、随机选位荷载及移动荷载等多种荷载工况下的空间结构进行受力分析、模型制作及试验。

此三种荷载工况分别对应实际结构设计中的恒荷载、活荷载和变化方向的水平荷载(如风荷载或地震荷载)，并根据模型试验特点进行了一定简化。

选题具有重要的现实意义和工程针对性。

通过本次比赛，可考察学生的计算机建模能力、多荷载工况组合下的结构优化分析计算能力、复杂空间节点设计安装能力，检验大学生对土木工程结构知识的综合运用能力。

2．赛题概述竞赛赛题要求参赛队设计并制作一个大跨度空间屋盖结构模型，模型构件允许的布置范围为两个半球面之间的空间，如图1所示，内半球体半径为375mm，外半球体半径为550mm。

`R375R55R375R550(a) 平面图(b)剖面图(c)3d图图1 模型区域示意图(单位：mm)模型需在指定位置设置加载点，加载示意图如图2所示。

模型放置于加载台上，先在8个点上施加竖向荷载（加载点位置及编号规则详见4.1及4.3），具体做法是：采用挂钩从加载点上引垂直线，并通过转向滑轮装置将加载线引到加载台两侧，采用在挂盘上放置砝码的方式施加垂直荷载。

在8个点中的点1处施加变化方向的水平荷载，具体做法是：采用挂钩从加载点上引水平线，通过可调节高度的转向滑轮装置将加载线引至加载台一侧，并在挂盘上放置砝码用于施加水平荷载。

施加水平荷载的装置可绕通过点1的竖轴旋转，用于施加变化方向的水平荷载。

具体加载点位置及方式详见后续模型加载要求。

— 2 —图2 加载3d示意图(注：本图的模型仅为参考构型，只要满足题目要求的结构均为可行模型)3. 模型方案及制作要求3.1. 理论方案要求(1) 理论方案指模型的设计说明书和计算书。

⼤学⽣【结构设计】竞赛经验漫谈⽅案⼤学⽣结构设计竞赛经验漫谈吴⼩亮洪磊全国⼤学⽣结构设计竞赛是国家教育部批准的9个⼤学⽣竞赛资助项⽬之⼀，⼤赛旨在培养⼤学⽣的创新意识与合作精神，提⾼⼤学⽣的创新设计能⼒和动⼿实践能⼒。

⼤赛⾃举办以来，得到了全国各⼤⾼校相关专业师⽣的⼴泛关注。

笔者有幸参加了两届校级结构设计竞赛，并代表学校参加了第⼆届全国⼤学⽣结构设计竞赛。

作为⽐赛的参与者，我们现将关于⽐赛的相关认识和经验略作总结，供各位参考。

第1节理论准备作为⼀项极具启发性、创造性和挑战性的科技竞赛，⼤学⽣结构设计竞赛既考验参赛者的结构设计知识，⼜锻炼⼤家的动⼿实践能⼒，并在竞赛过程中，考验参赛⼤学⽣的综合素质。

⼀个优秀的竞赛作品，必然是参赛者准确把握命题要求、正确运⽤理论知识、精确进⾏模型制作的结晶。

1.1审题——细致准确、有的放⽮由于受⽐赛时间、材料等条件限制，⼤学⽣结构设计竞赛往往突出“结构概念设计”的要求。

参赛选⼿⼀般只需在符合题⽬要求的前提下，从满⾜结构承载能⼒的⾓度进⾏构思和设计即可。

要做到“符合题⽬要求”，就需要我们充分了解要求，准确把握⽐赛规则。

只有“审”好了题，才能做到有的放⽮，更好地指导模型设计与制作。

⾸先，在结构设计之前，参赛者应认真阅读⽐赛章程。

⽐赛章程是对⽐赛相关事宜的详细阐述。

我们除了要准确了解参赛对象、⽐赛进程等规定外，更应该对命题要求、理论设计、加载⽅式、破坏指标、评分标准等核⼼内容做细致分析。

以桥梁结构模型设计为例，通过阅读⽐赛章程，我们⾄少需提炼以下五点信息：①模型尺⼨在⽐赛章程中，⼀般会给出模型尺⼨的限值。

当未直接给出限值时，可通过加载条件间接加以确定。

如对于桥梁长度⽽⾔，过短不利于加载平台的有效⽀承，过长则增加结构⾃重；对于⾼度⽽⾔，过⼩不利于结构竖向刚度的保证，过⾼则影响加载试验，也增加了结构的⾃重；对于宽度，⼀般受车道条件和加载⽅式的限制。

因此，模型的尺⼨应保持在⼀定范围内，通过理论分析和模型试验取得各⽅⾯的平衡。

全国大学生结构设计大赛计算书作品名称：参赛学校：参赛队员：专业名称：指导教师：全国大学生结构设计竞赛组委会目录第1 部分设计说明书 (2)1.1 结构选型 (2)1.2 特色说明 (3)第2 部分设计方案图 (4)2.1 结构总装配图 (4)2.2 构件详图 (5)2.3 节点详图 (6)2.4 方案效果 (7)2.5 铁块分布 (7)第3 部分设计计算书 (10)3.1 计算模型 (10)3.2 结构计算假定及材料特性 (10)3.2.1 计算假定 (10)3.2.3 构件截面尺寸 (11)3.2.4 材料力学性能 (11)3.3 结构动力分析 (12)3.3.1 计算模型建模 (12)3.3.2 模态分析 (12)3.3.3 时程分析 (14)3.4 结构极限承载力计算 (16)3.5 计算结论 (18)参考文献 (20)第 1 部分设计说明书··1.1 结构选型根据本次竞赛要求，该竹制结构模型需要经受三次不同强度大小的地震考验，分别以不发生破坏、不发生梁柱等主要构件破坏和不坍塌为评判标准，并不参考结构在地震效应作用下的侧移反应。

因此不必选用抗侧刚度较大的结构体系，从而达到节省材料、减小地震时地震力的作用；由于比赛规则限制，上层部分的平面内部竖向构件到底层时无法落地，造成竖向抗侧力构件不连续，因此不利于结构选用核心筒等抗侧力结构体系；综上，将该结构模型的结构形式定为框架结构。

由于模型加载时采用的铁块为长方体，且屋面水箱底部为正方形。

为方便加载，将模型的各层平面设计为正方形。

同时，为减小结构在地震作用下产生扭转作用，将竖向构件分别布置在四个角点，使其沿平面主轴对称。

各竖向构件底部间距均取规则所允许的最大间距，使结构的高宽比达到最小，最大程度减小了地震引起结构的倾覆作用。

按照结构在地震作用下的剪力与弯矩上小下大的基本分布规律，将模型的平面尺寸依次减小，使结构竖向刚度从上到下均匀增大，使模型外形更接近于弯矩的分布，使各杆件内力分布更合理。

Babel-Tower框架结构模型设计理论方案安徽工业大学第一届大学生结构设计竞赛框架结构模型设计理论方案Babel-Tower框架结构模型设计理论方案作品序号KJ-146学院名称学生姓名指导教师联系电话安徽工业大学结构设计竞赛组委会1一、Babel Tower结构设计理论方案概述根据竞赛规则规定，我们从结构形式选型与规则要求相协调的角度出发，综合考虑加载实际情况以及所提供材料的特点等方面，设计了该结构。

根据规则，采用230克白卡纸，蜡线及白乳胶这三种材料制作成该框架体系。

并绘制出模型的结构空间立体图、结构整体布置图、结构局部布置图、结构破坏形式图等。

从结构整体着眼，设计中充分利用三角形结构的稳定性和偏心支撑良好的耗能性能以及预应力的受力优点。

在设计计算过程中假定材质连续均匀、柱与斜撑连接采用铰结、模型本身质量不计，忽略底部与板连接的斜撑，利用PKPM程序进行立体模型建立，利用结构力学求解器进行内力分析计算得出整个结构的内力图及变形图，并对结构杆件进行强度及稳定性计算校核。

同时，对模型进行了大量加载实验。

通过计算和实验，最终确认该模型能满足强度、刚度及稳定性的要求，实用和美观结合体现了结构有形、创意无限的大赛主题思想。

二、本模型设计的六大特点说明1：预应力束管柱的制作与组合：由于加载过程中主要部位的竖向支撑柱为大偏心受压（即一侧受压一侧受拉），故在柱截面受拉一侧布置蜡线并且施加预应力。

由于管内预应力较大导致管体向受拉一侧均匀弯曲，则考虑使用普通纸管与预应力纸管通过纸带螺旋加箍束缚组合形成束管的方案消除预应力带来的初始偏心。

最终，在束管成型后，加载试验证明，该预应力束管柱较之相同截面尺寸的纸管柱抗压抗扭承载力可以提高1.2倍左右。

2：空间斜撑构成3个刚性面与分层连接板的布置方案：该框架结构以束管作为主要的受力构件，为提高整体性并减小受压束管的自由长度，我们采用分段合理增加空间斜撑并且使用纸板作为连接板的方案。

附件1: 2024年“构力杯”第十七届全国大学生结构竞赛赛题《考虑水平振动的高耸塔式结构设计与模型制作》1.命题背景高耸塔式结构是建筑结构的重要类型，在电视塔、发电塔、观光塔中应用广泛。

由于其高耸入天，独树一帜，往往成为各地的一道亮丽景观。

随着我国经济高速发展，各个城市都兴建了地标性的塔式建筑，一方面满足功能需求，另一方面也丰富了城市面貌，显示了我国高超精湛的建筑技术和大国工匠精神。

广州塔（图1）外形奇特华美，纤细的塔身给人一种独特的视觉观感，是广东乃至华南地区的地标建筑之一。

其位于我国沿海地区，高耸的结构给抗风以及抗震带来极大的挑战。

由于在设计中充分考虑了各种不利工况，采用主被动联合控制阻尼器，控制结构的侧向位移和加速度，广州塔在面对2018年台风“山竹”时，依然能安全矗立。

除了预期荷载外，结构还可有一定的改进考虑突发的偶然荷载。

在2021年发生的深圳赛格大厦振动，更是引起了人们对结构风振控制的重视。

本次赛题以高耸塔式结构为基本单元，要求参赛者针对水平荷载、竖向荷载及水平振动复杂工况对其进行受力分析、结构设计、模型制作及加载试验。

图1 广州塔2.结构要求2.1 结构概述本竞赛需设计并制作一个塔式结构模型，结构形式不限。

如图2所示，加载前需要将指定质量的砝码固定在塔顶，结构底部固定在振动台上。

通过放置不同质量的砝码和施加不同的激励振动来实现不同工况下的结构受力。

参赛队员可在塔身设置附加质量块实现减振效果。

图2 模型及加载装置示意图2.2模型尺寸要求塔身内部给出圆柱体内规避区，外部给出圆柱外规避界限，如图3所示。

具体要求如下：（1）塔顶要求：塔顶需为水平面，平面标高为H，可以通过热熔胶可靠粘贴顶部砝码盘并放置顶部砝码，安装后的顶部砝码盘底面标高须与结构顶面要求高度H一致，以确保位移计能够可靠读数。

模型制作时间内，参赛队员应将顶部砝码盘固定位置外边界及朝向等用红色中性笔标志在模型顶部平面，顶部砝码盘中心点的平面投影须与模型底板中心点重合。

大学生结构设计大赛指导说明大学生结构设计大赛是为了提高大学生创新设计能力和实践能力而设立的比赛。

本次大赛旨在通过参与设计、搭建和测试结构的过程，让学生更好地理解和应用工程结构原理，培养他们的团队协作和创新思维。

以下是对本次大赛的指导说明。

一、参赛资格1. 参赛队伍须由在校大学生组成，每队人数不超过5人。

2. 参赛队伍可由同一学校或跨学校组成。

3. 每个参赛队伍只能提交一个设计项目。

二、设计要求1. 设计项目应基于实际工程结构问题，可以是建筑、桥梁、塔楼等。

2. 设计项目应具有一定难度和挑战性，可以突出创新点和工程实用性。

3. 设计项目需符合相关建筑规范和安全标准。

4. 设计项目可以是原创设计，也可以是对已有结构的改进或优化设计。

三、参赛流程1. 报名阶段参赛队伍需在规定时间内进行线上报名，并提交队伍成员的基本信息和联系方式。

2. 设计准备阶段根据比赛要求，参赛队伍需完成设计方案的准备工作，包括结构计算和构造分析。

3. 结构搭建阶段参赛队伍需根据设计方案进行实际结构的搭建和测试工作。

可以利用模型材料进行搭建，也可利用计算机模拟软件进行虚拟搭建。

4. 测试评估阶段完成结构搭建后，参赛队伍需进行系统的测试和评估，包括结构的稳定性、承载能力等。

测试结果需以可视化方式呈现。

5. 最终提交参赛队伍需将设计方案、搭建过程记录、测试结果和评估报告提交给组委会，以完成最终的参赛要求。

四、评审标准1. 设计的创新性和独特性。

2. 结构的稳定性和安全性。

3. 结构的承载能力和适用性。

4. 搭建过程的合理性和精确性。

5. 测试结果的准确性和可视化程度。

五、奖项设置1. 一等奖：最高荣誉奖项，仅颁发给优秀的设计团队。

2. 二等奖：高荣誉奖项，颁发给表现出色的设计团队。

3. 三等奖：优秀奖项，颁发给表现良好的设计团队。

4. 最佳创新奖：颁发给具有创新性和突出特点的设计团队。

5. 优秀组织奖：颁发给组织工作出色的参赛学校。

六、注意事项1. 参赛过程中，要遵守比赛规则和道德规范，杜绝任何形式的抄袭和作弊行为。

结构设计大赛桥梁模型（原创版）目录1.桥梁结构设计大赛的概述2.桥梁模型的设计要点3.理论知识和计算软件在桥梁模型设计中的应用4.桥梁模型设计的实践经验与建议5.结论正文一、桥梁结构设计大赛的概述桥梁结构设计大赛是一项针对桥梁工程领域的专业性比赛，旨在培养学生的创新能力、团队协作能力和实际工程应用能力。

参赛者需要设计出一座满足特定要求的桥梁，并进行模型制作和测试。

奖项通常根据设计方案的合理性、创新性、经济性和可实施性等多个方面进行评选。

二、桥梁模型的设计要点桥梁模型的设计要点主要包括以下几个方面：1.桥跨结构：根据桥梁的用途、跨越障碍物和地形条件等因素，选择合适的桥跨结构形式，如梁桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥等。

2.桥墩和基础：设计桥墩和基础时，需要考虑桥梁荷载、地基条件、施工条件等因素，以确保桥梁的安全稳定。

3.梁体和板件：根据桥梁跨度和荷载条件，选择合适的梁体和板件形式，如简支梁、固定梁、连续梁、悬臂梁等。

4.桥面构造：设计桥面构造时，需要考虑桥梁的通行能力、荷载分布、防水和排水等因素。

5.桥梁附属设施：根据桥梁的功能要求，设计合理的桥梁附属设施，如桥栏、桥灯、伸缩缝等。

三、理论知识和计算软件在桥梁模型设计中的应用桥梁模型设计过程中，理论知识和计算软件发挥着重要作用。

主要应用的理论知识包括理论力学、结构力学和材料力学等。

计算软件方面，常用的有桥梁博士、ANSYS、SAP2000 等。

这些软件能够辅助设计者进行结构分析、计算和优化，提高设计效率和精度。

四、桥梁模型设计的实践经验与建议1.充分了解设计要求和约束条件，明确设计目标。

2.注重桥梁结构的安全性、经济性和美观性。

3.灵活运用理论知识和计算软件，提高设计效率和精度。

4.充分考虑桥梁施工和维护的实际需求。

5.注重团队协作和沟通，发挥团队成员的专业特长。

五、结论桥梁结构设计大赛对于培养学生的创新能力、团队协作能力和实际工程应用能力具有重要意义。

在桥梁模型设计过程中，需要充分考虑桥梁的结构形式、设计要点、理论知识和计算软件的应用以及实践经验和建议。

第十六届全国大学生结构设计竞赛理论方案理论方案：基于传统建筑技术和现代结构设计原理上，结合竞赛要求与题目的特点，制定以下理论方案：1.竞赛背景及目标：在建筑结构设计领域，通过竞赛的形式，促进大学生专业技术水平的提高，激发创新潜能，培养团队合作意识和实践能力。

2.竞赛题目分析：根据竞赛官方发布的题目，深入理解并分析设计要求、限制条件、目标要求等。

3.结构设计目标：设计目标是在满足建筑功能和安全性的前提下，实现结构的稳定性、经济性和美观性的最佳平衡。

4.结构系统选择：根据题目的要求，综合考虑建筑空间布局、荷载特点和工程条件等因素，选择适合的结构系统，如框架结构、矩形平板结构、空间网壳结构等。

5.材料选择与使用：根据结构设计要求，选择具有良好力学性能、可靠性和经济性的材料，如混凝土、钢材、木材等，并合理设置材料的使用方式，以保证结构的强度和稳定性。

6.荷载计算与分析：根据建筑功能和使用要求，对荷载进行详细计算和分析，包括常规荷载（自重、活载、风荷载等）和特殊荷载（地震荷载、移动荷载等）。

7.结构分析与设计：根据荷载计算结果，进行结构的力学分析和构造设计，包括挠度计算、轴力计算、剪力计算、扭矩计算等，确定合理的结构尺寸和构造方案。

8.结构施工与施工工艺：根据结构设计方案，制定相应的施工工艺和施工程序，保障建筑结构施工的安全性和质量。

9.结构性能验算与优化：对完成的结构设计方案进行一系列的结构性能验算和优化，以确保设计方案的稳定性和经济性。

10.设计结果评估：根据设计方案，对结构的力学性能、施工工艺、经济性等方面进行评估，以得出设计成果的合理性和优劣性。

以上是对第十六届全国大学生结构设计竞赛理论方案的一个初步设计，具体实施时需根据题目的具体要求进行细化和调整。

装 订 线
学校名称： 参赛项目：
小车装配爆炸图
比 例
第 3 页 第四届全国大学生工程训练综合能力竞赛
共 页
装 订 线
学校名称： 参赛项目：
传动设计数据
各级传动比：主动轮轴与绕线轮轴1:5 槽轮轴与曲柄轴2:1
砝码下降长度（mm ）/小车行走长度（mm ）: 400/25434
小车最大理论行走长度：25434
小车距出发线最大理论距离：25434
转矩设计数据
各级转矩及摩擦力矩分析： 驱动轴： 重物m=1kg
平均绕线半径r=6mm 轮矩T=60N*m
传动机构展开图
比 例
第 4 页 第四届全国大学生工程训练综合能力竞赛
共 页
装 订 线
学校名称： 参赛项目：。

参赛作品塔吊结构模型设计理论方案目录目录 (2)1．设计说明书 (3)1.1方案构思 (3)1.2结构选型 (3)2.材料性能与制作经验 (4)2.1 材料力学性能指标 (4)2.2 制作经验 (4)3．计算书 (5)3.1 计算模型整体效果图 (5)3.2 结构计算假定和各个单元物理参数 (5)计算假定 (5)3.3 构件截面尺寸 (5)3. 3 结构计算简 (6)4. 结语 (10)1．设计说明书本塔吊以纸和线为材料，充分利用线的弹性作用。

而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，同时也传递一种精神，一种理念。

这是本作品设计的源泉，打破传统塔吊的结构型式，具有极强的视觉冲击与震撼，体现了力与美的完美结合。

以创新为支点，撑起未来的希望。

1.1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。

我们的结构采用上面一个三三角形，作为一个支撑单元，撑起整体。

塔身共有4根主承重杆件，塔顶有3根主选柱子作为首要支撑，整个结构外观简洁、新颖，赋予塔吊以生气。

1.2结构选型初步设计时仔细的考虑了传统结构形式和材料用量，得出初步的方案采用以竖杆为主要承重杆件承受竖向荷载，辅以截面较小的斜向和水平支撑来承受水平荷载。

整体是一个近似实体塔吊的结构，本着大赛的宗旨，创新，我们将塔吊的吊臂结构制作成两部分，一个支点撑起整个吊臂，两个部分相互承载，将杆件的能力发挥的最大，主杆件连接多用三角形，三角形稳定，连接时保证a、b、c 三点在一条直线，防止加载时偏心。

拉力大的地方用纸带。

我们的连接点都是刚结点，超静定模型比较稳固。

下面支座主杆件之间用撑杆件连接，整体连接有几个优点：（1）杆作为支撑杆可以有效增加结构抗扭刚度，减小结构水平位移。

（2）外形简洁大方。

（3）杆件的数量明显减少，节点加工方便。

（4）从整体看结构比较对称，简单稳定。

“PKPM”杯第五届全国大学生结构设计竞赛计算书摘要“PKPM”杯第五届全国大学生结构设计竞赛参赛作品——“竹”，欲学竹之挺拔，PK竹之坚韧，能矗立于大震之后。

该作品采用仿生设计。

柱脚仿竹之根须，分散粘接于底板，锚固可靠；柱身仿竹之躯干，为中空截面，上细下粗，受力合理；梁柱节点仿竹之竹节，连接牢靠，韧性好。

根据竞赛规则和地震波特性，合理设计了结构形式和铁块放置方式，形成了上部水平刚度小，下部水平刚度大，同时兼顾稳定性的结构体系。

在满足竞赛所有要求的前提下，经多次计算、试验和优化，作品“竹”在平面上呈边长141mm的正方形，每层有4个矩形箱型截面主梁，并由4个三角形箱型截面柱支撑；为布置更多铁块，在第三层上采用了悬挑梁，以扩大楼层面积；在立面上，布置了一些控制结构水平刚度和提高稳定性的斜向和水平支撑。

考虑材料的离散性和制作工艺的误差，作品“竹”的自重为78±5g，承载27±3kg铁块和满载的水箱，其有效承载面积为648cm2，能成功抵御竞赛给定的各级地震作用。

总之，作品“竹”造型简洁、工艺精美、受力合理、结构材料效率比高，实现了模型自重轻、抗震性能好的目标。

目录1设计说明 (2)2 结构选型 (3)3 结构建模及主要计算参数 (4)3.1 分析假定 (4)3.2 材料特性、几何模型 (5)3.3 静、动力荷载参数 (6)3.4 有限元模型的建立 (7)4 结构受荷分析 (8)4.1 结构静力分析 (8)4.2 结构动力分析 (9)5 节点构造 (12)5.1 支座节点 (12)5.2 相贯节点 (12)6 模型加工图及材料表 (13)6.1 模型加工图 (13)6.2 材料表 (15)7 铁块分布详图 (16)7.1 铁块分布详图 (16)7.2 水箱注水重量 (18)附录：参赛作品“竹”设计图1 设计说明“PKPM”杯第五届全国大学生结构设计竞赛结构设计竞赛模型为多层房屋结构模型，采用竹质材料制作，具体结构形式不限。

建筑结构设计方案(最全)
概述
本文档旨在提供一份全面的建筑结构设计方案，以满足项目的需求。

该方案将涵盖建筑结构的设计原则、材料选择、施工方法以及结构计算等关键内容。

设计原则
- 安全性：建筑结构设计必须确保建筑物在正常使用和极端情况下的安全性。

- 承载力：结构设计应足够满足建筑物的设计负荷要求，保障建筑物的正常使用。

- 经济性：在满足安全和承载力要求的前提下，尽量选择经济合理的结构设计方案。

材料选择
- 钢材：常用于梁柱、桁架等部位，具有高强度和刚度，适合承受大荷载。

- 混凝土：常用于楼板、墙体等部位，具有良好的延展性和耐久性。

- 砖块：常用于墙体等部位，具有良好的隔热和隔声性能。

- 钢筋混凝土：常用于梁柱、楼板等部位，结合了钢材和混凝土的优点。

施工方法
- 预制构件：采用工厂预制的构件，减少现场施工时间和人力成本。

- 浇筑施工：在现场进行混凝土的浇筑施工，适用于大型结构体。

- 钢结构安装：在现场进行钢结构的安装，适用于跨度大、需求灵活性高的结构体。

结构计算
- 荷载计算：根据建筑物的用途和设计标准，进行正常荷载和极限荷载的计算。

- 设计模型：采用计算机辅助设计软件，建立建筑结构的三维模型，进行结构分析和优化设计。

- 强度验算：对结构的不同部位进行强度验算，确保结构在不同荷载下的安全性。

总结
本文档提供了一份全面的建筑结构设计方案，涵盖了设计原则、材料选择、施工方法和结构计算等关键内容。

在实际项目中，设计
团队应根据具体需求和条件灵活应用这些方案，并进行进一步的细
化和优化。

西南交通大学第十六届结构设计竞赛桥梁承重B组设计理论方案作品名称自锚式多塔张弦桁架梁悬索桥参赛编号B010西南交通大学第十六届结构设计竞赛组委会二〇一六年摘要桥梁建筑的设计讲究造型美观、受力合理、节省材料、承载力大、制作精细。

作为一个土木学子，我们的目标是成为一名优秀的土木工程师，因此我们想通过参加这样的一次结构设计大赛，提前感受下“工程师”的滋味……在此次结构设计大赛中，我们对模型选型设计等经过了长时间考虑，最终决定做成自锚式多塔鱼腹梁悬索桥，在此次结构设计过程中，我们着重对悬索桥的加劲梁进行优化设计，解决悬索桥为了增大加劲梁的刚度而增加加劲梁截面尺寸的问题，首先采用桁架梁结构，再对桁架梁受力进行优化，设计成为张弦梁，大大减轻了桥梁的质量，同时又保住了主梁的刚度。

整个过程全方位模拟了从设计到施工各个环节，让我们真实的了解到了真正的施工过程中遇到问题是难以预测的，在发现问题是，仔细想出一个完美的解决方案才是我们应该去做的。

在做桥过程中，我们切身体会到了作为一名工程人员的自豪，经过本次结构大赛，我想无论结果怎么样，我们不会太去在乎，我们在乎的是在这个过程中，我们终究是没有放弃，也让我们体会到了桥梁的美，提升了对未知知识学习的兴趣。

关键词模型，悬索桥桥，荷重比，挠度，节点，承重，鱼腹梁目录一、设计说明书..........................................................1 方案构思...................................................................1.1作品名.............................................................1.2造型...............................................................2 结构选型...............................................................2.1设计准则...........................................................2.2整体选型...........................................................3 材料试验...............................................................4 结构设计...............................................................4.1结构整体布置图.....................................................4.2构件尺寸详细设计...................................................4.3构造（节点）设计图.................................................4.4 模型三维效果图 ....................................................5 特色处理...............................................................6 制作工艺...............................................................二、模型计算书..........................................................7 计算模型...............................................................7.1模型简化...........................................................7.2荷载模拟...........................................................8 内力分析...............................................................8.1静力荷载工况下的结构内力...........................................8.2移动荷载工况下的结构内力...........................................8.3结构动力响应分析...................................................9 构件验算...............................................................9.1材料参数...........................................................9 承载力估算.............................................................参考文献.................................................................一、设计说明书1 方案构思对于本次结构设计，我们首先对赛题进行了详细分析，考虑到组委会提供的材料特点以及赛题对组合桥型的限制，从安全、耐用、美观的角度出发，我们选择了现在作为我国大跨径桥最流行的桥型之一的悬索桥。

大学生结构设计竞赛赛题单跨双车道桥梁结构模型设计与制作主办单位：AA建设教育协会承办单位：AA理工大学XX分校竞赛日期：2016年11月23日－26日1 竞赛题目和内容1.1 竞赛题目——单跨双车道桥梁结构模型设计与制作竞赛模型为单跨双车道桥梁结构，采用白卡纸为材料制作，具体结构形式不限，图1为示意性结构模型。

模型承受的车辆荷载由牵引小车施加。

图1模型结构示意图1.2 竞赛内容竞赛内容包括：理论方案、模型制作、作品介绍、加载试验。

2 理论方案要求2.1 理论方案理论方案内容包括方案图和计算书。

（1）方案图：应包括结构作品效果图、结构布置图、主要构件和节点详图。

（2）计算书：应包括结构计算简图的选取、荷载分析、内力分析、承载能力估算等。

2.2 理论方案格式和要求（1）封面（见附件一），第一页为300字左右的摘要，其后为方案图和计算书。

除封面外，其余各页面上均不得出现参赛学校和个人的姓名等信息，否则理论方案按零分计。

（2）理论方案要求用A4纸双面打印，一式三份于规定时间内交到竞赛组委会，逾期作为自动弃权处理。

3 模型制作要求3.1 模型制作材料和工具竞赛期间，承办方为各队提供如下材料及工具用于模型制作：（1）白卡纸：4张（A0号，约250g/张，平均厚度约0.3mm/张）白卡纸力学性能参考值：弹性模量1500MPa，顺纹抗拉强度22.2MPa，抗压强度7.0MPa。

（2）白乳胶：2瓶（225ml/瓶）（3）砂纸：2块（200mm×200mm）（4）棕线：1捆（仅限制作拉索结构形式的参赛队领用。

拉索结构形式，包括绳索使用在桥面上部结构的拉、悬、吊、张弦等方式，不允许将绳索使用在桥面下部结构的张拉。

）制作工具：2把美工刀，1把剪刀，1支2B铅笔、干燥剂1份、大塑料袋一只。

注：①材料不足可现场领取，其中每队额外领取数目：白卡纸不超过两张,白乳胶不超过1瓶，棕线不超过1捆。

②各队可携带尺子、三角板、圆规、电吹风以及其他辅助制作工具。

第七届全国大学生结构设计竞赛模型结构设计与分析沈璐;高潮;王志云【摘要】全国大学生结构设计竞赛计算书的撰写与指导是大赛的薄弱环节.文章针对第七届全国大学生结构设计竞赛赛题,阐述了模型结构的设计过程,并对参赛模型进行了结构分析.模型结构的设计与分析过程能够为今后的参赛选手提供思路,对于指导教师参与指导撰写计算书也有一定的借鉴意义.【期刊名称】《高等建筑教育》【年(卷),期】2014(023)004【总页数】5页(P159-163)【关键词】结构设计竞赛;模型结构;设计;分析【作者】沈璐;高潮;王志云【作者单位】大连海洋大学土木工程学院,辽宁大连116023;大连海洋大学土木工程学院,辽宁大连116023;大连海洋大学土木工程学院,辽宁大连116023【正文语种】中文【中图分类】TU318全国大学生结构设计竞赛由教育部和中国土木工程学会联合主办，是教育部确定的大学生九项科技竞赛之一。

从2005年浙江大学承办的第一届，到2013年湖南大学承办的第七届，赛事日趋规范，为土木相关专业的大学生提供了锻炼综合素质、思维能力、动手能力，培养团队意识和专业素养的平台。

随着大赛的开展，一些不足之外也日渐显现。

参赛学生只重视模型的制作，不重视理论分析，模型的设计过程具有一定的盲目性，不能将所学的专业知识很好地运用到模型设计与计算中，最终导致参赛队伍的计算书质量较差。

这一点也引起了主办单位的重视，承办单位在制定竞赛规则和评分标准时，逐年加大了计算书和现场自述答辩环节的分值，旨在引起参赛选手和指导教师的注意，重视对参赛选手专业素养的考察。

一、第七届全国大学生结构设计竞赛赛题竞赛赛题要求参赛队设计并制作一双竹结构高跷模型，并进行加载测试。

模型采用大赛组委会提供的竹材料、胶水及工具现场制作，具体结构形式不限。

制作完成后的高跷结构模型外围长度为400 mm±5 mm，宽度为150 mm±5 mm，高度为265 mm±5 mm;模型结构物应在图1所示的阴影部分之内。