结构模型大赛方案书模版

1、本方案仅供参考，如有雷同，当弃权处理东石油化工鬆2022年建筑工程学院第二届大学生结构模型大赛模型名称：驻天楼参赛队伍：建工嘉年华小组成员：姚灿辉、肖嘉华、郑镇宜、刘戊烽、郑浩茵日 期:2022、 03、 30目录一、摘要、队员简介1一摘要1二队员简介1三组员优势及局部分工 2二、方案构思2三、结构选型3四、模型方案图31、所卷纸张样图32、柱、梁、斜杠所需尺寸 43、模型简化，线性上的视图 54、实体模型视图 65、节点详图76、试验模型样图7五、模型计算简图8六、改进措施 91. 新材料：半圆柱型短柱 92横梁与立柱连接点加固 103斜杆加大截面10七、加载制度10八、预算10、摘要、队员

2、简介一摘要在建筑工程学院土木系教研组老师的带着下， 建筑工程学院分团委举办了第 二届大学生结构模型大赛，在这样一个具有专业性的模型比赛中， 对于我们土木 学生来说，这是一种锻炼，更是一种理论向实践开展的桥梁， 让我们把所学的知 识运用到实际当中。我们的团队，是跨学院组成的精英队伍，团队一共有五人，根据各自的专业 特点和能力优势，各有分工，运用各自的所学知识与综合能力探讨出与众不同的 卷纸方法，使得我们的团队更加强大。我们团队采取的卷纸方法为半机械法。 利用工具，通过手工结合，让纸卷的 更密更实。前半局部，通过手工卷纸，后半局部，通过木板挤压，重量压缩，使 纸张压缩的更理想。通过初步测试，卷出的

3、梁柱，使用剪刀、刀子较难剪短，需 用锯子才能进行锯断处理，这也是我们团队的优势之一，同时还是一种机电专业 知识与土木施工技巧的一点小融合。前期，我们按照组委会下发的比赛要求做出了规定的模型， 并进行加压试验， 最终竟然超过100kg的加压荷载。压坏后，我们对模型进行了综合分析，也请了 很多个专业老师对我们进行指导，经讨论后，对模型做出了进一步的改造，为的 是寻求一种更好的承载方案，期望能在最终的比赛中制作出承压超过 150kg的新 模型。也希望能凭借我们已拥有的团队优势跟前期付出的努力，能在这届模型比赛中拿到理想的成绩。二队员简介队长：姚灿辉建工学院土木 10-1爱好特长：羽毛球，篮球，交际队

4、员：肖嘉华建工学院土木 09-1爱好特长：唱歌、篮球，领导能力队员：郑浩茵化学学院食品10-1爱好特长：手工制作、美食、宠物队员：郑镇宜建工学院土木 10-2爱好特长：羽毛球、电影、网络队员：刘戊烽机电学院机电10-2爱好特长：游泳、篮球、电影三组员优势及局部分工姚灿辉，现参加“挑战杯进入省级比赛，文字组织能力强，负责整个方案 的撰写、编排。刘戊烽，曾参加纸桥设计大赛，所设计纸桥是当时比赛中承重最大的， 拥有 与众不同的卷纸方法，总负责卷纸方案。郑镇宜，对数字敏感，测量精确，动手能力强，负责裁纸，柱孔测量。肖嘉华，大三土木学生，有着丰富的理论知识，负责纸楼数据整改，通过软 件计算得出模型的各杆

5、件内力。郑浩茵，食品专业学生，心思细腻，负责纸张黏合，柱孔的钻取，纸楼美观。二、方案构思常见的建筑结构有框架结构、剪力墙结构、框-剪结构、桁架结构等等，而 这些结构的产生与建立，只有一个目的，那就是让建筑能有更好的平安性能。 假 设脱离了这个性能，一切的结构都是虚谈，因为优越的结构就是为了更加的平安。所以我们的方案的产生，第一步就是考虑到平安。在平安中开展、改造，而 不是追求奇异的造型，美丽的外表，软趴趴的平安性能。三角形是最稳定的；四边形是可以绕点转动，使变形；五边形受力杆与力有 个夹角，使受力不均对于纸杆来说，只有在杆的方向与荷载同一个方向， 这 样的纸杆才是最不容易局部受力弯曲。所以我们

6、选择以柱作为主力杆，用三角形 进行固定。这样，在有承受最大荷载的情况下，让模型稳定，从而到达更好的安 全性能。考虑到重量问题以及更大的承重，可把一局部杆件做成空心，在减小重量与 材料的同时，让杆件的作用不受影响；考虑到杆件的高细比问题，为预防杆件失 稳破坏，我们把楼层一分为二，做成二层的纸楼，防止由于纸楼重心不稳而倾斜 倒塌；考虑到一点多结的问题，我们需采用两种或两种以上不同的结点方式， 防止一点破坏，以至于所有结点都破坏，最终倒塌。三、结构选型从稳定性上考虑，三角形是最稳定，也是方案最先考虑的一种结构。 柱与梁 构成三角形的两直角边，那么三角形斜边也就成了连接两柱的斜杆， 在固定了梁 柱的同

7、时，也固定了柱柱间的移动问题，所以斜杆是这次模型结构的重点与亮点， 虽说作用不是最主要的，但却是必不可少的。利用三角斜杆的稳定性，模型上部进行荷载加压，下部可通过斜杆进行力的 传递，让力均匀传递到四大柱上，再传递到地下，到达受力均匀，结构稳定。考虑到本次大赛使用的加压方式为： 顶层竖向加压，所以模型结构采用框架 结构为主，斜杆支撑为辅。框架结构中的立柱主要承受竖向荷载，横杆那么起到拉 结竖杆的稳定模型的作用，而斜杆支撑结构那么有两个目的：1、对上方的加压荷载进行力的传递，让四柱下部受力均匀，防止一柱受力 过大，发生倾斜倒塌。2、拉结柱一梁、柱一柱之间的连接，起稳定作用。使其拥有足够的侧向刚 度

8、，控制柱子侧向位移的开展，防止柱子与梁脱离，使模型塌落。结构分为两层，柱梁之间结点连接采用钻孔模式连接。有些同学在不破坏柱 子性能的情况下，使柱梁结成一体。斜杆连结于梁，在起到稳定作用的同时，起 到支撑梁的作用，帮柱子承受局部力，从而起到更好的承重作用。另外，通过前期试验，我们采纳了一些老师的建议，将在两根对角线的立柱 上增加拉结杆，为了减少对立柱的破坏，此拉结杆我们选取了以纸带的形式， 这 局部由于是后来加以补充的，因此，下面的模型方案与图样中没有对其进行展示。四、模型方案图1、所卷纸张样图2、柱、梁、斜杠所需尺寸同一柱子撲梁沖 III髀 i iII昱柱A面竖柱B面注： 横梁设计尺寸为250

9、m m,但为方便施工，预留多至少 40mm,用 以进行削尖插孔等； 斜杆：从整体的受力分析对其进行了特别设计， 为使斜杆起到分 担受力的作用，并减少对立柱的破坏，将斜杆连接处设计在横杆上， 连接口采用缺口紧缩的方式，先浸胶后夹紧，使连接更为牢固，传力 效果更好； 柱子所需钻孔为前3左3,考虑两孔的相互影响，前面 3个孔采 取平等，左侧的孔那么采取较前孔下沉20mm的方法，这里主要考验的 是我们钻孔施工过程的手工技巧， 经过试验，只要施工符合我们的设 计标准，孔洞的连结精确，孔洞的存在不仅没有破坏立杆的各方面性 能，还能很好的将上部的压力通过横杆向斜杆、下方竖杆传递。3、模型简化，线性上的视图：

10、正视图、侧视图、俯视图，1-1剖视图4、实体模型视图：主视图，左视图，俯视图主视图左视图俯视图5、节点详图上下结点详图中间结点详图6、试验模型样图五、模型计算简图 根据试验模型制作的一切实验，都是在理想状态下，才可以进行各种分析，假设，做出的柱、梁、 斜杆三种杆件做工、大小完全相同，性质也相同，有：1、每根柱所承受的作用力为承重的1/4。2、四棱柱四面做法相同，受力大小完全也相同，我们取其一面进行内力分 析。获得结构简图、剪力图、以及正反两面的弯矩图。注:图中数值正负号均按结构力学中所取意义一致。图中施加竖向力为100kN结构的计算简图剪力图正面的弯矩图-1Ion-01411( I/ II.D

11、4-2.31反面的弯矩图六、改进措施在经过受力分析以及模拟试验和对已破坏的模型进行分析之后，需进行加固改进的地方有：横梁与竖杆的连接结点是最易破坏的 地方，只要竖杆受力稍微不均，横梁那么极易被拉出；斜杆正中间最易 出现压曲、折断破坏。具体改进方案有：1. 新材料：半圆柱型短柱：这是根据加固要求设计的新材料。采用与立柱相同的制作工序， 制成每段长80mm的空心圆柱，截面尺寸与立柱相同。卷纸完成后置 于胶水中浸泡几分钟，待胶水晾干后，为减少自重，用锯子将其对半切开，分成两局部使用。主要用在斜杆中间最易折断处和立柱与横梁 的结点外侧，可起到加大横截面积、减小弯矩、预防斜杆压曲和锚固 横梁等等的作用。2. 横梁与立柱连接点加固：将横梁端头用胶水浸泡后再进行削尖插孔， 然后在每端伸出竖杆 孔洞5mm处锯断，并在外部增加一个半圆柱型短柱作为螺帽，该处 半圆柱型短柱的中部也采用挖孔方式与横梁镶嵌，使横杆相当于与贯穿竖杆的铆钉，这种做法也直接起到了预防结构整体变形的作用，而且可以有效的改善接口，防止横杆被拉出；3. 斜杆加大截面：在斜杆正中的底部加一段半圆柱型短柱， 通过胶水的粘结，可使 得此处的截面大大增