建筑结构选型结构制作及论文

1、 “体育馆看台”模型设计说明书建筑结构选型 结课作业 张立铭 建筑学一班 小组成员：梁鑫 11建筑学1班 张立铭 11建筑学1班 顾婉颖 11建筑学2班 二零一三年十二月目录建筑结构课模型与结构课张立铭 .0摘要 . .1第1章 结构方案 1.1模型结构选型 .21.2模型设计特色 .2第2章 材料力学性能 2.1实际看台材料分析 .32.2模型材料分析 .5第3章 结构分析 3.1结构建模利用软件分析模型相关力学计算 .6第4章 模型制作 4.1制作流程 .94.2构件及节点制作 .124.3组装 .134.4模型 .14第5章 组员感悟 5.1梁鑫 .165.2张立铭 .205.3顾婉颖

2、.22结语 .23 建筑结构课模型与结构课 张立铭从选题到定稿，从理论到实践，在制作结构模型和写论文的这一周里，可以说是苦多于甜，但是可以学到很多东西，同时，不仅巩固了以前所学过的知识，而且还学到了许多课本上所没有的知识，使我懂得了只有理论知识是不够的，仅仅是课本上的知识也是不够的.只有把自己所学的理论和实践结合起来，从理论中得到结论，再由结论发散开来，查阅更多的资料，才能真正的落实专业知识，从而提高自己的实际动手能力和独立思考能力以及在写论文时的研究查阅资料的能力。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”学任何知识，仅仅从理论上去求知，而不去实践，探索是不够的。所以在建筑结构选型这门课结课的时候

3、，老师布置的结构选型模型作业，是对我们能力的一个良好提高，并且也适时的提醒了我们这一亘古不变的道理。在这次作业中，我们选择的是膜结构与钢结构的体育馆看台模型。契机是我们在做模型前选型期间的资料翻阅中翻看到的一张张拉膜结构的模型照片，张拉膜的结构使模型的外观变得充满艺术感，可是由于本学期我们的课程并未涉及到张拉膜结构，我们只能很遗憾的放弃了张拉膜结构。不过，我们将这个结构进行了适当的修改，结合实际，最终选择了膜结构与钢结构的体育馆看台模型制作。看台模型的制作大致分为三步：第一步，下料，即把构思的建筑体量二维化，在纸材上画出各种型号的构件。不要小看这一步骤，处理不当会事倍功半，直接影响到后面的制作

4、。下料应力求“简洁”，“准确”，“整体”的原则，尽量减少一个构件的组装次数，另外还要考虑构件之间的粘接面，由于pvc是空心的，截面不足以形成粘接面，我们在构件边缘留出梯形的切面让pvc的连接接触面变大一点，然后再将其相连，最后用纸包裹节点做出。第二步，粘接，模型的粘接方式分为主动粘接方式和被动粘接方式两种，主动式为将构件相互插接榫卯，几乎不用胶水的粘接方式，如我们的基础部分。而被动式则为构件很难或无法插卯的情况下使用胶水的粘接方式，如我们的部分钢架及斜腹杆。主动式较被动式有较好的物理性能，若卯接处不够牢固可涂少量胶水予以加固，这样模型的稳定性大大加强，有利于模型的长期保存。 第三步，最后美化，

5、我们等胶水都干透后用较幼的砂纸将节点部分进行打磨，最后喷漆上色，完成这个模型。 在这次的作业中，我也遇到了很多问题，在模型制作中我主要负责的是底板以及主要的承重构件的制作。最“危险”的就是做底板的时候。我们底板的选材是一块复合胶合板，由于自重较重密度较大，故选择为我们的底板。可是我们最初淘到这块板子时，底板的四周毛刺很多，而且形状也很不规则，于是我们需要用到锯子等工具，而锯子由于我力气不是很大，总是锯歪而且边角依旧很毛糙，形状上不太好看，后来我们使用了院里的木头机床，才将其锯成了一块完整四方的底板。在使用机床的过程中，我只想说，机床真的很危险，一个人不要轻易使用.在制作模型的过程中，我们遇到的

6、问题也都一一解决，发挥了每个组员的优势，例如梁鑫心思细腻，在制作主梁的时候，就由她做出了两个完全一模一样的梁体，她和顾婉颖在制作胶接点时的做的就比我做的节点要小很多,因为我比较粗枝大叶，所以做的模型细小的部分就会比较粗糙，而她俩做的细小部分就会精致很多。在遇到复杂的问题时，我们组员都能用心去想然后进行进一步的认真讨论，最终找到最合适的方法。我个人主要的问题就是在细节的处理上不那么一帆风顺，经过小组成员的共同努力，我们做出来的效果虽然没有那么完美，有一些缺憾，但是我们还是对结果比较满意的。在写论文时我们讨论出一个主要的构架然后也是发挥了分工合作的团队精神，每个人都认真的查阅了资料，最后将资料进行

7、汇总，将我们的框架进行了填充，达到一个最圆满的效果。在力学计算方面我们也查阅了同济大学的建筑结构选型以及建工出版社的建筑结构选型钢结构计算等书籍，了解到了很多我们的课本上并没有的内容，最后，在土木的同学的帮助下利用计算软件大概的模拟了我们所做的结构的力学相关的计算。在这个学期的学习后，我对建筑结构有了更深的理解，从课本中我们所需的知识在第一章及第九章。第一章的1.4节悬挑结构中提到，“近年来较多采用钢桁架结构，并采用薄膜覆盖，悬挑跨度可达数十米。如上海的八万人体育场，最大悬挑跨度达73.5米。”书中提到，为了使造型更加轻巧美观，可以在斜梁的下方设置一道斜向支撑，使梁柱转交的弯矩大大减少，因而截

8、面变小，造型就能轻巧美观。而在我们选作的结构模型中，我们并没有使用这一方法，而是选择在后方加入了斜向梁，达到抗倾覆平衡的效果，用拉索代替柱子，整个结构看成带悬挑的框架结构，设计时对整个结构进行分析，达到稳固的效果。 在第九章中书上也说到薄膜或者索网均为柔性结构，在不同的荷载作用下其形状也是不稳定的，必须根据其荷载形式调整其形状并施加适当的预应力，使之能承受各种可能出现的荷载，在计算中我们也考虑到了雪荷载的作用进行了相关计算，模拟了相关情况，根据力学的力矩图和弯矩图，我们能清楚的知道结构的最薄弱处和结构最稳固的地方。在实际的生活中我们就能根据这些而了解到结构的脆弱处而提出相关的解决方案。 在9.

9、3.2刚性支撑膜结构中，刚性膜结构是利用拱钢架空间网格结构，张拉整体结构骨架来支撑薄膜，实际上是以膜材料作为上述屋盖的屋面覆盖层，使屋面自重可以大大减轻，而且构造也比较简单，适合于各类大跨度的建筑，这种结构的承载力实际上是由骨架支撑结构来保证的，我们的模型就是骨架支撑结构。还是提到上海的八万人体育场，屋面由薄膜作为覆盖层，最大悬挑长度为73.5米，64榀悬挑主桁架的两端分别固定在32榀钢筋混凝土变截面柱上，每根柱子固定两榀主桁架，两榀主桁架悬杆之间用横杆相连，形成空间整体结构，与我们的模型的构造是一样的。在做期末大作业时，我也了解到了更多的结构方面的知识，并且在实践与理论相结合的部分一边做一边

10、深入，不光接触到了建筑学的相关知识，还了解到了一些土木的相关软件及计算知识。让我巩固了以前学的理论知识，培养了我的动手能力，更令我的创造性思维得到了扩展，也培养了我的团队小组合作意识。希望今后类似这样的课程结合实践的锻炼机会更多些，让我们的知识不仅仅只限于书本。摘要近些年，随着科技和美学艺术的快速发展，世界的各个角落不断涌现出各种异性结构的建筑。其中，膜结构是建筑结构中最新发展起来的一种形式，自从1970年代以来， 膜结构在国外已逐渐应用于体育建筑、商场、展览中心、交通服务设施等大跨度建筑中。膜结构建筑是21世纪最具代表性与充满前途的建筑形式。它打破了纯直线建筑风格的模式，以其独有的优美曲面造

11、型，简洁、明快、刚与柔、力与美的完美组合，呈现给人以耳目一新的感觉，同时给建筑设计师提供了更大的想象和创造空间。在膜结构大行其道的同时，进入2000年，尤其是2008年前后，在奥运会的推动下，出现了钢结构建筑热潮，强劲的市场需求，推动钢结构建筑迅猛发展，建成了一大批钢结构场馆、机场、车站和高层建筑。本次在建筑结构选型的期末作业中，我们小组大胆的选用了可塑性极强的膜结构，同时配合着节能环保的钢结构，希望可以更好的展现出极强的视觉冲击力和更深入的运用课上所学习的结构知识，以达到学以致用，艺术与技术并存的效果。关键词：膜结构，钢结构，结构技术选型，艺术与技术的结合，学以致用第一章 结构方案1.1模型

12、结构选型 本次结构模型制作选择的是膜结构及钢结构的悬挑看台顶棚。看台属于骨架式膜结构。（骨架式膜结构：在钢架或其他材料的骨架上铺装膜材料，由此构成屋顶或外墙壁的构造形式。形态有平面形，单面曲形，和以鞍形为代表的双曲线形。）膜结构相关介绍： 膜结构(Membrane)是20世纪中期发展起来的一种新型建筑结构形式，是由多种高强薄膜材料(PVC或Teflon)及加强构件（钢架、钢柱或钢索）通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形状，作为覆盖结构，并能承受一定的外荷载作用的一种空间结构形式。膜结构可分为充气膜结构和张拉膜结构两大类。充气膜结构是靠室内不断充气，使室内外产生一定压力差（一般

13、在1030水柱之间）,室内外的压力差使屋盖膜布受到一定的向上的浮力，从而实现较大的跨度。张拉摸结构则通过柱及钢架支承或钢索张拉成型，其造型非常优美灵活。 用于膜结构中的高强度柔韧薄膜称膜材，它是一种耐久用、高强度的涂层织物，由织物和涂层复合而成，具有质地柔韧、厚度小、重量轻、透光性好的特点。对自然光吸收和透射能力、阻燃，具有良好的耐久、防火、气密等特性；表面经过氟素处理或二氧化钛处理的膜材料抗老化性能好，具有较高的自清洁性能。膜结构建筑是21世纪最具代表性与充满前途的建筑形式。它打破了纯直线建筑风格的模式，以其独有的优美曲面造型，简洁、明快、刚与柔、力与美的完美组合，呈现给人以耳目一新的感觉，

14、同时给建筑设计师提供了更大的想象和创造空间。具有良好的环保性、透光性、自清洁性，膜材表面采用PVDF（聚偏二氟乙烯）涂层、或二氧化钛涂层，具有较好的隔热效果，对太阳热能可反射掉70%，膜材本身吸收了17%，传热13%，而透光率却在20%以上，经过10年的太阳光直接照射，其辉度仍能保留70%。膜结构中所使用的膜材料每平方壹公斤左右，由于自重轻，加上钢索、钢结构高强度材料的采用，与受力体系简洁合理力大部分以轴力传递，故使膜结构适合跨越大空间而形成开阔的无柱大跨度结构体系。钢结构的相关介绍：以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。钢材的特点是强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强，故用于建造

15、大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜；材料匀质性和各向同性好，属理想弹性体，最符合一般工程力学的基本假定；材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载；建筑工期短；其工业化程度高，可进行机械化程度高的专业化生产。钢结构今后应研究高强度钢材，大大提高其屈服点强度；此外要轧制新品种的型钢，例如H型钢（又称宽翼缘型钢）和T形钢以及压型钢板等以适应大跨度结构和超高层建筑的需要。1.2模型设计特色模型在草图阶段，我们从大方向考虑了很多，总体分为视觉美学以及结构力学两大方面。视觉美学方面，意在通过结构实现视觉力感的冲击。视觉冲击就是运用视觉艺术，使你的视觉感官受到深刻影响，能给你留下深刻印象。它的

16、表现手法可以通过造型、颜色等展现出来，直达视觉感官。于是我们想到了悬挑这一主题，建筑构件利用拉索结构或其他结构达到的一种效果。部分或全部建筑物以下无支撑物，给人一种不稳定感。在视觉上的冲击更是实现了反常理的吸引力，所以我们想要利用这一点，给我们的模型造型上实现一种视觉张力，让人印象深刻。在结构力学方面，我们查阅了大量的网络资料和书籍，用于支持我们悬挑膜结构这一想法。这一部分，我们在后面的计算书里也有详细的说明。第2章 材料力学分析2.1看台实际材料分析1.膜结构 膜结构的组成：膜结构所用膜材料由基布和涂层两部分组成.基布主要采用聚酯纤维和玻璃纤维材料；涂层材料主要聚氯乙烯和聚四氟乙烯。常用膜材

17、为聚酯纤维覆聚氯乙烯（PVC）和玻璃纤维覆聚聚四氟乙烯（Teflon）。PVC材料的主要特点是强度低、弹性大、易老化、徐变大、自洁性差，但价格便宜，容易加工制作，色彩丰富，抗折叠性能好。为改善其性能，可在其表面涂一层聚四氟乙烯涂层，提高其抗老化和自洁能力，其寿命可达到15年左右。Teflon材料强度高、弹性模量大、自洁、耐久耐火等性能好，但它价格较贵，不易折叠，对裁剪制作精度要求较高，寿命一般在30年以上，适用于永久建筑。膜结构使用中的膜材一般由膜材的基质及高分子聚合物组成，即高分子聚合物涂层与基材层按需要的厚度、宽度，通过特定的加工工艺粘合在一起的产物。基质是高强度聚酯纤维，膜材的强度主要由

18、这一层提供，涂层主要保证膜材的密实性；惰性材料涂层保证膜材的自洁性。 (1)聚合物又称高聚物(Polymer)，即高分子聚合物，一般分子量高达几万几百万(104106)。合成聚合物的原料是单体，如乙烯单体，氯乙烯单体，丙烯单体等等，它们不断重复链接，聚合成聚乙烯(PE)，聚氯乙烯(PVC)，聚丙烯(PP)等等。 (2)基材一般分为两种：聚酯长丝(涤纶PET)：涤纶的合成原料是乙二醇和对苯二甲酸。在这里引入苯环的目的是提高材料的熔点和刚度。涤纶的特点是：熔点高，在150175以下的机械强度好，耐溶剂、耐腐蚀、耐磨、耐油腻，可多次洗涤，透水透气性适宜。它是合成纤维中的第一大品种。若用丁二醇代替乙二

19、醇，可制得熔点较低，较柔软的涤纶聚酯。玻璃纤维：玻璃是一种非晶体，没有固定的熔点。将玻璃加热熔融并拉成丝，即成玻璃纤维。玻璃纤维的特点是：拉伸强度高，不仅超过各种天然纤维，也超过一般的合成纤维和钢材的强度。但是，它的弹性模量较低，约为钢的1/3，属于脆性材料；具有良好的耐热性，一般在300以下可保持性能不变；具有良好的电绝缘性。2、钢结构优点： 钢结构与其它建设相比，在使用中、设计、施工及综合经济方面都具有优势，造价低，可随时移动。钢结构住宅比传统建筑能更好的满足建筑上大开间灵活分隔的要求，并可通过减少柱的截面面积和使用轻质墙板，提高面积使用率，户内有效使用面积提高约6%。节能效果好，墙体采用

20、轻型节能标准化的C型钢、方钢、夹芯板，保温性能好，抗震度好。节能50%，将钢结构体系用于住宅建筑可充分发挥钢结构的延性好、塑性变形能力强，具有优良的抗震抗风性能，大大提高了住宅的安全可靠性。尤其在遭遇地震、台风灾害的情况下，钢结构能够避免建筑物的倒塌性破坏。建筑总重轻，钢结构住宅体系自重轻，约为混凝土结构的一半，可以大大减少基础造价。施工速度快，工期比传统住宅体系至少缩短三分之一，一栋1000平米只需20天、五个工人方可完工。环保效果好。钢结构住宅施工时大大减少了砂、石、灰的用量，所用的材料主要是绿色，100%回收或降解的材料，在建筑物拆除时，大部分材料可以再用或降解，不会造成垃圾。以灵活、丰

21、实。大开间设计，户内空间可多方案分割，可满足用户的不同需求。符合住宅产业化和可持续发展的要求。钢结构适宜工厂大批量生产，工业化程度高，并且能将节能、防水、隔热、门窗等先进成品集合于一体，成套应用，将设计、生产、施工一体化，提高建设产业的水平。钢结构与普通钢筋混凝土结构相比，其匀质、高强、施工速度快、抗震性好和回收率高等优越性，钢比砖石和砼的强度和弹性模量要高出很多倍，因此在荷载相同的条件下，钢构件的质量轻。从被破坏方面看，钢结构是在事先有较大变形预兆，属于延性破坏结构，能够预先发现危险，从而避免。钢结构厂房具有总体轻、节省基础、用料少、造价低、施工周期短，跨度大，安全可靠，造型美观，结构稳定等

22、优势。钢结构厂房广泛应用于大跨度工业厂房、仓库、冷库、高层建筑、办公大楼，多层停车车场及民宅等建筑行业。缺点钢结构工程中质量问题的缺点复杂性钢结构工程项目施工质量问题的复杂性，主要表现在引发质量问题的因素繁多，产生质量问题的原因也复杂，即使是同一性质的质量问题，原因有时也不一样，从而质量问题的分析、判断和处理增加了复杂性。例如焊接裂缝，其既可发生在焊缝金属中，也可发生在母材热影响中，既可在焊缝表面，也可在焊缝内部；裂缝走向既可平行于焊道，也可垂直于焊道，裂缝既可能是冷裂缝，也可能是热裂缝；产生原因也有焊接材料选用不当和焊接预热或后热不当之分。严重性钢结构工程项目施工质量问题的严重性表现在：一般

23、的，影响施工顺利进行，造成工期延误，成本增加，严重的，建筑物倒塌，造成人身伤亡，财产受损，引起不良的社会影响。可变性钢结构工程施工质量问题还将随着外界变化和时间的延长而不断地发展变化，质量缺陷逐渐体现。例如，钢构件的焊缝由于应力的变化，使原来没有裂缝的焊缝产生裂缝：由于焊后在焊缝中有氢的活动的作用便可产生延迟裂缝。又如构件长期承受过载，则钢构件要产生下拱弯曲变形，产生隐患。频发性由于我国现代建筑都是以混凝土结构为主，从事建筑施工的管理人员和技术人员对钢结构的制作和施工技术相对比较生疏，以民工为主的具体施工人员更不懂钢结构工程的科学施工方法，导致施工过程中的事故时常发生。2.2模型材料分析1、

24、PVC管: PVC管在本模型中充当钢架的位置，我们共选用了四种不同规格的PVC管。其中我们将最粗的直径约为1cm的方形PVC管四根拼接在一起将其粗度及强度增加，充当看台的基柱部分。然后将次粗的圆形PVC管作为主要的钢架部分，中号当做斜腹杆，最细的圆形PVC管作为拉索结构的拉索。 PVC简介：聚氯乙烯（PolyVinyl Chloride，经常被称作PVC）是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子材料。由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂。是氯乙烯的均聚物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称为氯乙烯树脂。PVC为无定形结构的白色粉末，支化度较小。工业生产的PVC分子量一般在5万12

25、万范围内，具有较大的多分散性，分子量随聚合温度的降低而增加；无固定熔点，8085开始软化，130变为粘弹态，160180开始转变为粘流态；有较好的机械性能。2、 铁丝：铁丝在本模型中主要充当的是定型及固定的作用。由于PVC管的韧性良好但是其的稳定性并不良好，所以我们充分利用PVC管为空心的这一特点，将铁丝在PVC管中进行穿插，再将PVC管弯成我们所需要的弧度，达到稳定的效果。由于我们做的是一个悬挑的看台模型，所以，我们利用了铁丝将其固定在木板上。铁丝简介：铁丝是用低碳钢拉制成的一种金属丝，将炽热的金属坯轧成5mm粗的钢条，再将其放入拉丝装置内拉成不同直径的线，并逐步缩小拉丝盘的孔径，进行冷却、

26、退火、涂镀等加工工艺制成各种不同规格的铁丝。装订用铁丝的规格按行业标准有以下几种：0.50mm直径的25#铁丝，0.55mm直径的24#铁丝，0.60mm直径的23#铁丝和0.70mm直径的22#铁丝等。3、实木板：由于本组选用的是悬挑结构，所以，为了模型的稳定性更好，我们在底座的选择上选用的是自重较重的实木板。利用木材机床以及锯子对木材进行加工，裁剪出我们所需要的大小。实木简介：实木板就是采用完整的木材制成的木板材。这些板材坚固耐用、纹路自然。 第三章 结构分析3.1结构建模利用软件分析模型相关力学计算结构力学求解器（Structural Mechanics Solver，简称SM Solv

27、er）是一个面向教师、学生以及工程技术人员的计算机辅助分析计算软件，其求解内容包括了二维平面结构（体系）的几何组成、静定、超静定、位移、内力、影响线、自由振动、弹性稳定、极限荷载等经典结构力学课程中所涉及的一系列问题，全部采用精确算法给出精确解答。此次，根据假设，运用结构力学求解器得出以下内力图。其中，我们可以知道，只需求其对称结构。在荷载上，由于武汉当地天气等原因，可以仅考虑结构自重和雪荷载，此处，我们将其均视为均布荷载。我们假设：钢管外径3厘米，内径2.5厘米，钢管长度如图。结点,1,0,0结点,2,5025,250结点,3,10050,500结点,4,15075,750结点,5,2010

28、0,500结点,6,25120,150结点,7,30000,-100结点,8,36000,-1000结点,9,0,3000结点,10,5025,3250结点,11,10050,3500结点,12,15075,3750结点,13,20100,3500结点,14,25120,3050结点,15,30000,2500结点,16,36000,500结点,17,0,-15000。钢管的抗拉强度EA取400MPa,抗剪刚度kGA约为0.7倍的抗拉强度，取280MPa抗弯刚去EI取350MPa.由湖北省武汉市，n=50，雪压为：0.30，n=100,雪压为0.5， n=10，雪压为0.6，此处我们取n=50

29、，雪压为：0.30的情况。再由承载能力极限状态的荷载效应组合进行计算，由可变荷载效应控制的组合，可以得出S1=1.2×38.1+1.4×10.8=60.84 KN·m由永久荷载效应控制的组合：可以得出S2=1.35×38.1+1.4×10.8=66.56 KN·m故取第二种情况。将数值输入结构力学求解器，得出以下图:第四章 模型制作4.1 制作流程 在模型的制作过程中，某些工序需要两人或者三人配合才能完成，例如模型组装，节点的链接等，而某些工序一人即可独立完成，像裁剪pvc管，裁定基座等。为了合理利用时间，避免“窝工”现象发生，从而在

30、规定限期内完成作品，合理安排制作流程及人员搭配就显得尤为重要,因此我们在制作模型前经过分析制作出模型的制作流程，方便我们的模型制作高效的完成。 PVC管在本模型中充当钢架的位置，我们共选用了四种不同规格的PVC管。其中我们将最粗的直径约为1cm的方形PVC管四根拼接在一起将其粗度及强度增加，充当看台的基柱部分。然后将次粗的圆形PVC管作为主要的钢架部分，中号当做斜腹杆，最细的圆形PVC管作为拉索结构的拉索。铁丝在本模型中主要充当的是定型及固定的作用。由于PVC管的韧性良好但是其的稳定性并不良好，所以我们充分利用PVC管为空心的这一特点，将铁丝在PVC管中进行穿插，再将PVC管弯成我们所需要的弧

31、度，达到稳定的效果。由于我们做的是一个悬挑的看台模型，所以，为了模型的稳定性更好，我们在底座的选择上选用的是自重较重的实木板们而且利用了铁丝将其固定在木板上。准备好材料及工具（pvc管，铁丝，502胶水，裁纸刀等.)制作准备就绪裁剪所需构件粘合杆件制作底板制作杆件制作基座组装喷漆模型完成 图4-1 制作流程图4.3 构件及节点制作制作好构件后，组员需要根据设计时确定的角度和长度，对构件进行裁剪，制作成所需要的形状，最后再进行对接。在实际中，钢架的连接一般是焊接连接，螺栓连接或铆钉连接，而通过相关的资料查阅，在现实的中，几根钢架之间有球状的构件帮助固定。在模型制作中，我们利用卫生纸及502模拟球

32、状构件。 良好的节点制作质量是确保整个模型受力性能得以充分发挥的关键，也直接影响了模型的稳定性。因此需要对节点的制作给与充分的重视。在本模型制作过程中主要涉及到三种节点的处理方式。下面列出节点制作的具体流程。1、 基座的节点处理 因为是悬挑结构，所以基座的处理尤为重要，为了达到基座稳定性以及美观，我们在基座的处理上花费了较大精力。基座由一块木板及四根拼粘在一起的pvc管组成，此处的节点处理我们使用的是方法是将木板及pvc管钻孔中间用铁丝进行绑定，达到外观上看不出来但是实际上让结构更加稳定的效果。在裁定好木板后，我们在木板上打孔，再将铁丝穿过，与主要的承力构件的打孔部分相连，用铁丝进行初步的固定

33、后，我们再用了万能胶进行最后的固定。裁定底座 底板打孔固定主要承力构件2、 杆件的节点处理（插入法）1. 将预先制作的杆件按尺寸削成所需相关尺寸2. 将制作好的涂上502胶水后，插入杆件的凹槽中，并使其如杆件内壁贴紧，直至胶水固结，3. 在结点外贴上外包片，最终形成一个结点构件4. 结点制作完成后，待胶水固结，对结点进行打磨构件打孔杆件插入3、 杆件节点处理（节点粘贴法）1.将预先制作的杆件按尺寸削成所需相关尺寸2.将制作好的涂上502胶水后，与需要粘连的杆件相贴，并使其与杆件贴紧，直至胶水固结，3. 在结点外贴上外包片（卫生纸），再往上淋上502胶水，最终形成一个结点构件4.结点制作完成后，

34、待胶水固结，对结点进行打磨将杆件削成如上图所示，方便粘连。最终效果如下图。4.4 组装过程4.5模型照片透视图 顶视图 第五章 组员个人感悟5.1梁鑫 建筑结构设计选型模型制作心得体会对于本次模型制作，我们小组可以说是竭尽所能，认真对待，发挥小组每个成员的优势，大家齐心协力的共同把这个模型搭建起来。在老师布置这个作业之初，我们对此次模型制作等方面的概念有些模糊，不知从何入手，不知如何将老师上课所讲的知识结合到此次的作业中，但是后来，我们小组成员经过一起讨论，研究，对照书本上的内容，最后我们将选题锁定在了钢结构和膜结构的复合结构上，希望可以通过这次模型的制作更好的将所学的知识运用到实际生活中来。

35、（一）确定模型方案本次模型方案的确定并没有我们想象的那样一帆风顺，可谓是万事开头难，因为平时对建筑力学，结构力学等方面涉猎不多，而本次结构选型的模型制作又需要诸多力学计算，所以我们在选题上尤为慎重。在校图书馆和网上参看诸多案例和资料后，我们放弃了最初所心仪的张拉膜结构，虽然其艺术感很强，具有足够的视觉冲击力，但是我们本学期的学习中并未涉及到张拉膜这一理论知识，后来经过小组成员的商议和分析下，最后确定了膜结构与钢结构的体育馆看台模型。 （二）模型的制作1)首先，选择制作模型的材料。 我们在网上搜集了一些结构模型的图片，经过对比，发现很多模型的制作材料都是采用 管或者铁丝做成的。之后我们也询问了有

36、经验的学长和土木专业的同学，最后确定采用PVC管和铁丝两种材料，PVC管硬度好，支撑的性能良好，但可塑性相对铁丝 较差，之所以最后选择这两种材料，就是希望可以运用两种材料各自的优势将模型做的更精致。其次是底板的选定，因为这个模型的自重和结构特点的原因，我们需要选择自重较大的地板材料，最后我们将目光锁定在了复合胶合板。张立铭负责底板的钻孔，切割等方面的制作。2)确定构件的尺寸大小，及其链接方式 这小小的一个步骤虽然在整个模型制作过程占用比例较小，但在接下来的模型制作中尤 为重要，因为我比较细心，所以由我先在一旁计算合适的比例，尺寸以及合理科学的连 接方式。小小的一个步骤花去了我们很长的时间，但是

37、最后大家还是一直通过了我所 的梯形截面链接方式。把截面削成梯形，是为了在接下来更好更精致的连接，避免在节 点处出现过于粗糙并且不够牢固的构件。但是由于最后节点处相连接的构件较多，在节 点位置上还是有点不是那么如人意，但是在后期上加以处理，效果还是相对理想。3）各个整体构件的连接 模型整体的粘接方式分为两种，一种是将构件相互插接，而另一种则用胶水的粘接，两 种连接方式穿插其中，将我们整个模型更牢固的粘合在一起。4)后期美化 因为在粘结节点的时候有些细节不够精致，我们在模型定型之后用砂纸仔细打磨，最后 喷漆上色，完成此次模型的制作。5) 涉及课本中的知识点 主要集中在第一章梁和悬挑结构和第九章膜结

38、构。 1 梁的形式：1.按材料分类 2.按截面形式分类 3。按支座约束条件分类 2 梁的受力与变形：其中梁的主要变形是桡曲变形，主要承受的事垂直 于梁轴线方向的荷载，主要为弯矩和剪力 3 梁式结构的工程实例：航站楼主楼 4 悬挑结构：1.悬挑结构的形式 2.悬挑结构的抗倾覆平衡 3.悬挑结构的受力4.悬挑结构的工程实例5：本章学习与在模型中的应用：模型中的悬挑结构属于下部拉压平衡，梁和悬挑结构 下部支撑一个受拉一个受压，这种形式有时也采用受拉索代替柱子，常见的有悬挑网架和悬挑网壳结构。 1 膜结构的特点 1.是一种古老的结构型式，在自然界中十分常见，如蜘蛛 网。 2 作为建筑物屋盖结构，帐篷事

39、最为古老的空间张力薄膜 结构。 3 是建筑与结构完美结合的一种结构体系。 4 具有良好的力学特性。 5 是一种理想的抗地震和防火的建筑物。 6 透光自洁，减少能源消耗，降低维护费用。膜结构 7 使用范围广可拆卸方便运输。 8其主要缺点是耐久性差 2 薄膜材料的组成和分类 1.聚酯纤性织物基层加PVC涂层 2.无机材料织物加PTFE涂层 3.改进PVC膜材，如PVF，PVDF 4.ETFE膜材 3充气膜结构 1.气压式膜结构 2.气承式膜结构 3.混合式膜结构 4.气枕结构 4 支承膜结构 1.柔性支承膜结构 2.刚性支承膜结构 5 本章学习与膜结构的应用：此次模型中，前端运用到刚性支承膜结构，

40、尾 部运用到柔性支承膜结构的知识。6）发展前景膜结构这种材质在市场上已经有了很多年的发展，但是在我们国内的市场还是发展比较慢的，受到国外的影响，我们国内对于膜结构这种材质有了一个更好的发展发展，尤其是最近几年，在材料市场中有更多的人关注这种材质，这种材质具有较好的使用性能，广泛的用于各个公共基础建设中，如大型体育馆、游客场所、候机大厅等。 在零八年举行的奥运会中，也有场地是利用这种膜结构建成的，如奥运会场馆“鸟巢”和“水立方”，都是采用这种材质，建造出来具有不错的效果，它的外层可以防雨雪防紫外线，内层还可以达到保温、防结露、隔音和光效的目的，对遮光度和透光性进行调节，有效的利用自然光，节能资源

41、，为人们提供安逸的环境。所以纵观近几年膜结构的发展，我认为这种艺术感极强的结构在建筑中的应用会越来越广泛。7)心得感想 在此次模型的制作中我们也遇到了很多的问题，比如一开始的底板选择问题，底板加工 问题，制作过程中的粘结问题，节点的处理问题等等，但是经过我们组员的共同努力都一一克服了这些困难。同时查阅了建筑结构选型以及建筑结构选型钢结构计算等书籍，让我们知道书到用时方恨少，应该努力学习书本上的知识，并且适当的涉猎下其他相关学科的知道，可以让我们在今后的学习中更好的理解与吸收，同时本次模型制作也让我们知道做建筑不是一个人的事情而是大家共同努力的结果。希望今后可以更好的培养自己的团体协作意识，让自

42、己成为一个优秀的建筑人。5.2张立铭 建筑结构课模型与结构课从选题到定稿，从理论到实践，在制作结构模型和写论文的这一周里，可以说是苦多于甜，但是可以学到很多东西，同时，不仅巩固了以前所学过的知识，而且还学到了许多课本上所没有的知识，使我懂得了只有理论知识是不够的，仅仅是课本上的知识也是不够的.只有把自己所学的理论和实践结合起来，从理论中得到结论，再由结论发散开来，查阅更多的资料，才能真正的落实专业知识，从而提高自己的实际动手能力和独立思考能力以及在写论文时的研究查阅资料的能力。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”学任何知识，仅仅从理论上去求知，而不去实践，探索是不够的。所以在建筑结构选型这门课

43、结课的时候，老师布置的结构选型模型作业，是对我们能力的一个良好提高，并且也适时的提醒了我们这一亘古不变的道理。在这次作业中，我们选择的是膜结构与钢结构的体育馆看台模型。契机是我们在做模型前选型期间的资料翻阅中翻看到的一张张拉膜结构的模型照片，张拉膜的结构使模型的外观变得充满艺术感，可是由于本学期我们的课程并未涉及到张拉膜结构，我们只能很遗憾的放弃了张拉膜结构。不过，我们将这个结构进行了适当的修改，结合实际，最终选择了膜结构与钢结构的体育馆看台模型制作。看台模型的制作大致分为三步：第一步，下料，即把构思的建筑体量二维化，在纸材上画出各种型号的构件。不要小看这一步骤，处理不当会事倍功半，直接影响到

44、后面的制作。下料应力求“简洁”，“准确”，“整体”的原则，尽量减少一个构件的组装次数，另外还要考虑构件之间的粘接面，由于pvc是空心的，截面不足以形成粘接面，我们在构件边缘留出梯形的切面让pvc的连接接触面变大一点，然后再将其相连，最后用纸包裹节点做出。第二步，粘接，模型的粘接方式分为主动粘接方式和被动粘接方式两种，主动式为将构件相互插接榫卯，几乎不用胶水的粘接方式，如我们的基础部分。而被动式则为构件很难或无法插卯的情况下使用胶水的粘接方式，如我们的部分钢架及斜腹杆。主动式较被动式有较好的物理性能，若卯接处不够牢固可涂少量胶水予以加固，这样模型的稳定性大大加强，有利于模型的长期保存。 第三步，

45、最后美化，我们等胶水都干透后用较幼的砂纸将节点部分进行打磨，最后喷漆上色，完成这个模型。 在这次的作业中，我也遇到了很多问题，在模型制作中我主要负责的是底板以及主要的承重构件的制作。最“危险”的就是做底板的时候。我们底板的选材是一块复合胶合板，由于自重较重密度较大，故选择为我们的底板。可是我们最初淘到这块板子时，底板的四周毛刺很多，而且形状也很不规则，于是我们需要用到锯子等工具，而锯子由于我力气不是很大，总是锯歪而且边角依旧很毛糙，形状上不太好看，后来我们使用了院里的木头机床，才将其锯成了一块完整四方的底板。在使用机床的过程中，我只想说，机床真的很危险，一个人不要轻易使用.在制作模型的过程中，

46、我们遇到的问题也都一一解决，发挥了每个组员的优势，例如梁鑫心思细腻，在制作主梁的时候，就由她做出了两个完全一模一样的梁体，她和顾婉颖在制作胶接点时的做的就比我做的节点要小很多,因为我比较粗枝大叶，所以做的模型细小的部分就会比较粗糙，而她俩做的细小部分就会精致很多。在遇到复杂的问题时，我们组员都能用心去想然后进行进一步的认真讨论，最终找到最合适的方法。我个人主要的问题就是在细节的处理上不那么一帆风顺，经过小组成员的共同努力，我们做出来的效果虽然没有那么完美，有一些缺憾，但是我们还是对结果比较满意的。在写论文时我们讨论出一个主要的构架然后也是发挥了分工合作的团队精神，每个人都认真的查阅了资料，最后

47、将资料进行汇总，将我们的框架进行了填充，达到一个最圆满的效果。在力学计算方面我们也查阅了同济大学的建筑结构选型以及建工出版社的建筑结构选型钢结构计算等书籍，了解到了很多我们的课本上并没有的内容，最后，在土木的同学的帮助下利用计算软件大概的模拟了我们所做的结构的力学相关的计算。在这个学期的学习后，我对建筑结构有了更深的理解，从课本中我们所需的知识在第一章及第九章。第一章的1.4节悬挑结构中提到，“近年来较多采用钢桁架结构，并采用薄膜覆盖，悬挑跨度可达数十米。如上海的八万人体育场，最大悬挑跨度达73.5米。”书中提到，为了使造型更加轻巧美观，可以在斜梁的下方设置一道斜向支撑，使梁柱转交的弯矩大大减

48、少，因而截面变小，造型就能轻巧美观。而在我们选作的结构模型中，我们并没有使用这一方法，而是选择在后方加入了斜向梁，达到抗倾覆平衡的效果，用拉索代替柱子，整个结构看成带悬挑的框架结构，设计时对整个结构进行分析，达到稳固的效果。 在第九章中书上也说到薄膜或者索网均为柔性结构，在不同的荷载作用下其形状也是不稳定的，必须根据其荷载形式调整其形状并施加适当的预应力，使之能承受各种可能出现的荷载，在计算中我们也考虑到了雪荷载的作用进行了相关计算，模拟了相关情况，根据力学的力矩图和弯矩图，我们能清楚的知道结构的最薄弱处和结构最稳固的地方。在实际的生活中我们就能根据这些而了解到结构的脆弱处而提出相关的解决方案。 在9.3.2刚性支撑膜结构中，刚性膜结构是利用拱钢架空间网格结构，张拉整体结构骨架来支撑薄膜，实际上是以膜材料作为上述屋盖的屋面覆盖层，使屋面自重可以大大减轻，而且构造也比较简单，适合于各类大跨度的建筑，这种结构的承载力实际上是由骨架支撑结构来保证的，我们的模型就是骨架支撑结构。还是提到上海的八万人体育场，屋面由薄膜作为覆盖层，最大悬挑长度为73.5米，64榀悬挑主桁架的两端分别固定在32榀钢筋混凝土