结构模型计算书 3解析

一、封面二、内容1.模型制作思路2.模型制作工具3.模型制作过程（可附图片说明）4.模型后期保养5.模型承载能力分析6.模型破坏形式分析桥型梁模型设计制作思路一、结构的选型和研究流程首先考虑到桁架结构容易失稳，但承载力及荷重比比较大，箱形基础受力比较稳定，但荷重比比较小，故考虑两者的结合。

基于加载台间距为70cm，加载台的最小净宽为22cm，结合实际情况，我们将模型的初步尺寸定为如下值：长73cm，宽20cm，高15cm。

这个模型的最大难点就是制作工艺要求相当高。

结构模型比赛实际上就是制作工艺的比赛，由于没有办法直接计算，我们只好通过实验来验证。

第一次用四层纸，里面放了两个圆柱，第二次在原来的基础上，再加了两根肋，分别放在上边的两侧。

并为了减少重量，我们减到了三层纸，第三次，我们再在原有的基础上进行改进，把厚度减到两层，把宽度增加到20cm并在里面多加了几根横杆。

模型如下图所示。

二、实际制作工艺1.准备工作1.1 材料性质的初步认识考虑比赛提供的材料：150 g的A0绘图纸，强力胶。

（1）150g 的A0绘图纸。

它的含义是：每张Ao纸重150g。

此类纸不同区域都略有不同，但大体还是一样的。

如重量，强度等。

在制作模型过程中，需要注意的几点有：a.绘图纸的保护问题。

刚买好的纸务必好好保管，最好有足够大的地方将其平摊，上面再用东西盖一下，以免受潮。

注意不要伤着绘图纸一旦上面有折皱，那么基本上这张纸就废了。

受伤的纸强度降低太多了。

b.顺纹和逆纹。

请大家仔细观察绘图纸会发现顺，逆纹的差别。

一般来说，沿长边方向是顺纹，沿短边方向是逆纹。

讨论顺和逆的差别基于两点：第一主要是施工上的因素，沿顺纹剪裁要方便得多，也更顺手些；第二，强度上的因素，顺纹方向强度稍大于逆纹方向，当然相差不大。

因此在制作构件过程中务必下意识的体型自己沿顺纹裁剪。

c.光滑面与粗糙面。

用粗糙面粘结效果会更好，因为表面的粗糙不平，使其在粘结中会产生一种类似于砼骨料之间的咬合力，而摩擦力也更大些。

唐山学院土木工程系结构（桁架）模型设计计算书专业：土木工程组长姓名：袁广涛4070408113成员姓名：赵菲4070408203张嶔峰4070408244王娟4070408204指导教师：马卫华2009年4月29日目录1．设计任务书∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙2 2．结构计算书∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙32.1设计说明∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙32.2结构选型及内力分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙42.2.1材料性能分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙42.2.2构件力学性能∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙42.2.3结构模型体系选择及内力分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙4（1）模型一∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙5（2）模型二∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙62.3杆件选择∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙82.4承载力估算∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙82.5空间作用的影响∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙83. 加载实验∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙84. 参考文献∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙81. 设计任务书：1.1.参赛要求(1)各参赛队应独立设计、制作模型并完成加载试验，每位参赛者只允许参加一个队。

第十届结构模型设计大赛承载组计算书作品名称：扶摇而上队伍名称：九万里参赛人员：日期：2016年4月19日目录一、设计说明 (1)1、赛题分析 (1)2、结构选型 (1)3、结构特色 (3)二、方案设计 (3)1、设计基本假定 (3)2、模型结构图 (4)3、主要构件材料表 (5)三、结构设计计算 (6)1、连续梁计算模型 (6)2、单跨计算模型 (9)3、侧向支撑计算模型 (11)4、桥面计算模型 (13)四、结构分析总结 (14)一、设计说明根据竞赛规则要求，我们从桥梁受小车移动荷载作用影响，桥梁材料主要承受压力、拉力和剪力等特性出发，考虑动载惯性力施荷和静力加载较大等情况，同时结合节省材料、经济美观，最不利面优化等原则，根据比赛提供的竹质材料和502胶水粘接材料，确定本组参赛的桥梁模型为桁架结构梁式桥。

1.赛题分析：通过精读赛题，我们一致认为此次模型最关键的地方有三处：1：山体模型与桥梁模型的连接方式。

为了最大限度地减轻模型质量，我们的桥梁宽度决定采用120mm宽度，在搭接部分采用老师的建议，做一个“夹子”，夹住搭接平台。

2：桥梁的长度，形状以及河流的位置。

桥梁曲线部分长2467mm,约占桥梁总长度的78%，河流所经地不能设立支撑，此处应根据小车运动过程中桥梁的受力情况进行分析，选取支撑点及确定不同支柱的承载力。

3：桥梁的整体质量与强度。

比赛中，模型的质量占了60%的分数，因此，在保证结构稳定性的前提下，小车的质量是最关键的部分。

鉴于竹皮具有良好的抗拉性能，因此重心更多的放到抗压性上。

2.结构选型：整体概念：在尺寸符合比赛规则的前提下，坚持轻质、高强、可靠的原则，本结构桥梁以虎口为起点隧洞为终点，整个桥段约3177mm，其中弧线段2472mm，直线段705mm;起点与终点的高差通过均匀爬坡完成，爬升坡度约为4o；将桥墩设置在河流两侧各两对，尾段跨中一对，同时适当增加柱间支撑；为了满足桥梁抗弯刚度及抗剪的要求，我们选择了变截面桁架梁，梁底部以弧段呈现；桥梁两端与踏板搭接处以槽型的“夹子”加固搭接，以防脱落。

河北钢铁集团燕钢科技研发中心钢结构计算书一、设计依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2021）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2021）《钢结构设计规范》（GB50017-2021）二、荷载信息结构重要性系数：（一）恒荷载：采光顶屋面+檩条+天沟及建筑防水等：m2；连廊楼面50厚建筑做法+100厚混凝土板：m2；连廊顶屋面+檩条+天沟及建筑防水等：m2；连通屋面钢板+建筑做法：m2；连廊侧立面石材+檩条+天沟及建筑防水等：m2；连通屋面底面建筑做法+檩条等：m2；屋面上造型钢结构屋面+檩条+天沟及建筑防水等：m2；屋面上造型侧立面玻璃幕墙及龙骨：m2；（二）活荷载：所有幕墙面均为不上人屋面，活荷载取m2；钢连廊楼面活荷载取m2；连通屋脸部份活荷载取m2；屋面上造型钢结构屋面为不上人屋面，活荷载取m2；（三）雪荷载：本地雪荷载为m2（n=100）（四）风荷载：因钢结构对风荷载较为敏感，因此取重现周期为100年的本地大体风压为m2（n=100）考虑B类粗糙度。

风压高度系数，体型系数的等均按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2021）相关规定执行。

（五）地震作用：地震烈度： 7度水平地震影响系数最大值：计算振型数： 50-200建筑结构阻尼比：特征周期值：地震影响：多遇地震场地类别：Ⅱ类地震分组：第二组（六）温度荷载：本工程各部份钢结构支座均采用了滑动支座，且相应设置了结构温度断缝，因此在计算时不考虑温度作用。

三、计算软件本工程钢结构计算采用美国CSI公司的SAP2000 有限元分析软件进行各个部份的建模计算。

四、荷载组合(1) 恒载 + x 活载1(2) 恒载 + x 风1(3) 恒载 + 活载1(4) 恒载 + 风1(5) 恒载 + 风1(6) 恒载(7) 恒载 + x 活载1 + x 风1(8) 恒载 + x 活载1 + x 风1(9) 恒载 + x 活载1 + 水平地震(10) 恒载 + x 活载1 + 水平地震(11) 恒载 + 活载1 （变形控制）五、分区计算（一）.钢连廊部份：1.计算模型计算模型2.几何信息典型钢连廊侧立面图钢连廊跨度为20m，桥面宽度为2800mm，别离位于、、标高，两头别离与混凝土塔楼牛腿连接，一端采用固定铰支座，一端滑动铰支座与混凝土结构连接。

第十一届结构设计竞赛计算书队伍名称：1作品名称：2队伍成员：3目录一、设计说明 (4)1.1概述 (4)1.2材料性能分析 (4)1.2.1 竹材 (4)1.2.2 胶水 (5)二、结构方案概念设计 (5)2.1概述 (5)2.2框架设计 (5)三、模型制作设计与构造 (6)3.1总设计效果图 (6)3.2主要连接图 (8)四、结构计算分析 (11)4.1迈达斯软件模型电算 (11)五、模型重量及材料表 (23)5.1材料表 (23)六、施工流程说明 (24)七、关键问题及对策预案 (25)八、参考文献 (25)一、设计说明1.1 概述本次竞赛模型为一大跨度结构，采用竞赛组委会提供的规格的木质材料和502胶水制作，具体结构形式不限。

此次跨度结构需满足竞赛组委会规定的净空要求: 下底宽500mm，净高165mm，侧高75mm，上底宽250mm；使用净空的平面宽度为300mm；并且比赛设有加载测试，需通过加载测试后，以各组模型重量为标准得出模型得分。

竞赛的目的是为了在全面满足竞赛要求的前提下，通过合理设计模型的结构形式实现较大的结构强度、刚度以及稳定性，以承受静荷载和横向动荷载的作用，并且做到整个结构的质量尽可能小。

整个分析设计过程需要综合运用结构力学和材料力学等相关的知识。

1.2 材料性能分析1.2.1 木材本次竞赛中使用的木材均为桐木条，有三种规格：2×2mm、2×4mm、2×6mm、2×8mm、1×55mm、5×8mm。

木材有顺纹与横纹之分，顺纹力学性能较好，抗拉强度达到60MPa，横纹力学性能则较差。

在设计与制作过程中，我组充分利用木材顺纹的抗拉性能，尽量减小对木纤维的破坏。

与其它材料相比，木材的延性较好，设计时做了充分的考虑。

1.2.2 胶水根据赛题规定，502 胶水用作主体结构的粘结，涂胶的质量直接影响整个结构的性能，涂胶时应做到少量、均匀。

竹制高跷模型的制作及试验方案设计及理论分析二〇一三年十一月目录前言1.结构选型 (2)1.1方案构思 (3)1.2方案比选 (3)1.3关于构件的一些考虑 (9)2结构模型及主要计算参数 (13)2.1结构模型 (13)2.2主要计算参数 (14)3.受荷分析 (15)3.1人体作用分析 (15)3.2承载力计算 (17)3.3变形计算 .......................................................... 错误!未定义书签。

前言在介绍我们结构之前，我们感谢学校和学院给了我们这样一个参赛的机会，为我们提供了一个展现自我的舞台，让我们有锻炼自己动手能力的机会，我们也倍加珍惜这次机会积极参与其中争取取得好成绩。

在此，我们团队经过几周的讨论最终决定以“斜拉筒”为参赛模型，并用粗纸只做了简易模型以便参考。

本计算书是按照竞赛对理论方案的要求严密编排的，完整的包括了结构选型、结构建模以及主要的计算参数、受荷分析、节点构造、模型加工图等主要内容。

同时结合我们团队的实际研究过程，本书还增加了一些诸如结构优化、主要受力杆件优化、人体动力学分析等内容，各部分恰当的组合在一起，形成了我们自己独特的见解和实践过程记录。

1.结构选型1.1方案构思本次比赛的踩高跷是较传统高跷有相同原理，但又更具创新，考研我们的创新和动手能力，要求参赛队伍用竹材制作一对高跷，由本队队员穿上自制的高跷完成动加载和静加载。

参赛队员需要完成动静加载过程，所以，结构可靠度方面十分重要，其次，由于竹材柔软，抗拉性能和韧性较好，所以我们可以将结构尽可能的设计的既美观又实用。

由于个体重量不同，跑动方式的不同，不确定因素也不可避免，但我团队一直致力于减少不确定性，。

简约而不简单的结构：要体现我们结构的优点，主要从“重量”“结构可靠性”“美观”三个方面着手➢古代与现代的完美结合➢人体与力学的1.2方案比选方案一方案构思：考虑到竹材的柔韧性，受到“刀锋战士”的启发，制作了如图1所示的结构，方案一采用多根竹条粘接在一起，并在外层粘接竹皮箍，来防止构件的层间错动，并且套箍作用，提高了构件的承载力。

3-16.截面尺寸mm mm h b 500200⨯=⨯的钢筋混凝土矩形截面梁，采用C25混凝土和HRB335级钢筋，I 类环境条件，安全等级为二级，最大弯矩组合设计值m kN M d ⋅=145，试分别采用基本公式法和查表法进行截面设计（单筋截面）。

解：基本公式法： 查表可得：f 13.8MPacd =，f 280MPa sd =，γ0=1.0，b 0.56ξ=（1）求受压区高度x假设错误!未找到引用源。

，则050060440h mm =-=，00()2d cd x M f bx h γ=-，代入数据得：61.01451013.82004402xx ⨯⨯=⨯-（） 解之得：700()x mm =舍去， 01330.56440246.4b x mm h mm mm ξ=<=⨯=。

（2）受拉钢筋面积s A213.82001801311280cd s sd f bx A mm f ⨯⨯=== 配2Φ22和2Φ25，27609821742s A mm =+=实际配筋率min 01472 2.02%0.2%200431s A bh ρρ===>=⨯ (3).截面复核取混凝土保护层厚度为c=30mm ，钢筋分两排布置，两排钢筋之间净距取30mm 。

7606028.425.1/2982(3028.4/2)691742s a mm ⨯+++⨯+==（）0500431s h a mm =-= 02801742168246.413.8200b x mm h mm ξ⨯==<=⨯0()2u cd x M f bx h =-16813.8200168(431)2=⨯⨯⨯-0158.5145d kN m M kN m γ=>=g g设计合理。

截面设计如图：图3-16截面配筋图（尺寸单位：mm ）查表法查表可得： 13.8cd f MPa =，280sd f MPa =，γ0=1.0，0.56b ξ=02cd MA f bh ==621.014510=0.2713.8200440⨯⨯⨯⨯ 查表得0.410.56b ξξ=<=，00.795ξ=62001451014800.795280440s sd M A mm f h ξ⨯===⨯⨯其余配筋过程及截面复核过程同上。

组合式支吊架结构计算书1、结构概况组合式支吊架结构三维效果图如图1所示，其儿何尺寸如图2、图3、图4 所示。

图2上视图2、材料属性构件截面尺寸及材料属性如表1所示。

表i模型参数表3、计算模型利用有限元软件建立模型如图5所示。

图5整体模型4、荷载分布在杆件65、66、67、79、8081. 84. 85.86、89、90、91施加均布线荷载如图6所示：q = 4・5KN/m图6荷载分布图5、 分析结果1）应力比组合式支吊架结构应力比云图如图7所示。

应力比为弯曲应力的值和构件 所承受的最大应力的比值，其中杆件66、90的应力比最大，最大应力比为0.794.图7应力比云图2）挠度结构整体变形图如图8所示，其中最大位移为15・4mm<L/200=45mm （满足 要求）杆件66、90：0.000.50 0.70 0.90图8结构变形图F =qxl 、= 4.5kN / m x 0.84 加=3.78kNx 方向每跨所承受的最大均布荷载为：%疵=F H x = 3.78 册 / 3m = \26kN / m\26kN / m = 0.126T / m = 126kg / m由室内管道支架及吊架-03S402查得钢管重量表如表2所示。

表2钢管重虽表（kg/m ）假设安装公称直径为100mm,壁厚为4.0mm 的保温管道，则每一层可安装的 数量为：n = 126kg / m 令25.25kg / m = 4.99根化 4根选取结构中最不利杆件66 （90）进行验算：1）截面抗弯强度验算（室内管道支架及吊架-03S402总说明4.3.4a ） 泄+理0.呵式中：人、人■截面塑性发展系数M,、所验算截面绕x 轴和绕y 轴的弯矩（AMnm ）Wn x . Wn v -所验算截面对x 轴和对y 轴的净截面抵抗矩（mnr ） / ■钢材的抗拉强度设计值（N/mm 2 ）结构弯矩图如图8所示，其中弯矩最大值为:= 398902^-//?/??:/x =1.2； Wn x = 1969.4403"" ' ； f = 310N / mnr =253.18AT / mm 2 < 0.85/=263.5 (满足要求)6、截而验算灯叽y x Wn y1・5M ( 1.5x398902y \Vn x " 1.2x1969.4403图9弯矩图2）截面抗剪强度验算严“呵.1 x l w式中：一抗剪强度（N/加沪）U ■计算界面沿腹板平面作用的剪力（N）S-计算剪力处以上毛截面对中和轴的面积矩（mn?）人-毛截面惯性矩（〃加）腹板厚度（mm）人-钢材的抗剪强度设计值结构剪力图如图9所示,其中剪力最大值为:% =1899.54"；人=51939.82〃〃沪; S = 1960〃〃沪;/1 = 51939.82/n/w4;t w = 2.5mm=180 N / mm2.满足要求1.5x1899.54x196051939.82x2.5= 43.0086^V/mm2 <0.85/. = 1537V//wn21.5VS图10剪力图另注：本计算书为整体结构分析，扣件及螺栓受力分析需单独验算。