2014年全国大学生结构设计大赛-桁架桥

2014年全国大学生结构设计大赛-桁架桥

2014年第六届全国大学生结构设计大赛计算书作品名称：未提供参赛学校：未提供参赛队员：未提供指导教师：未提供气势如虹，二○一四年五月。目录第一章设计说明1.作品简介1.1基本参数本作品基本参数如下：-高度：未提供-面积：未提供-材料：未提供-荷载：未提供1.2结构详图本作品的结构详图如下：（此处应该插入一张图片或者详细的文字说明，但是作者未提供）2.设计思路本作品的设计思路如下：（作者未提供任何内容）3.结构选型3.1模型结构选择本作品的模型结构选择如下：（作者未提供任何内容）3.2材料截面选择在选择材料截面时，需要考虑结构的承载能力和经济性。一般来说，截面越大，承载能力就越大，但成本也会相应增加。因此，在确定材料截面时，需要综合考虑成本和承载能力。4结点制作4.1长杆件接长连接长杆件接长连接是指两根长杆件连接在一起的情况。在制作这种连接时，需要确保连接处的强度和稳定性。一般来说，可以采用焊接或螺栓连接的方式。4.2垂直结点连接垂直结点连接是指两根杆件在垂直方向上连接在一起的情况。在制作这种连接时，需要确保连接处的强度和稳定性。一般来说，可以采用焊接或螺栓连接的方式。4.3受拉斜结点连接受拉斜结点连接是指杆件在受拉状态下与斜杆连接在一起的情况。在制作这种连接时，需要确保连接处的强度和稳定性。一般来说，可以采用焊接或螺栓连接的方式。4.4受压斜结点连接受压斜结点连接是指杆件在受压状态下与斜杆连接在一起的情况。在制作这种连接时，需要确保连接处的强度和稳定性。一般来说，可以采用焊接或螺栓连接的方式。第二章设计计算1基本假定在进行结构设计计算时，需要做出一些基本假定，以便进行计算。这些假定包括：结构的载荷、材料的强度和刚度、结构的几何形状等。在进行计算时，需要根据实际情况进行修正，并进行合理的安全系数设计。第一章设计说明1.1作品简介本作品采用桁架结构，模型高度为240mm，宽度为150mm，支点跨度为1200mm，总长为1340mm。2.白纸参数在进行模型设计之前，需要确定一些基本参数。本设计中，我们采用了以下参数：-模型高度：240mm-模型宽度：150mm-支点跨度：1200mm3.模型建立在确定了基本参数之后，我们开始进行模型建立。首先，我们需要选择合适的材料，并确定模型的结构形式。本设计中，我们采用了桁架结构，以保证模型的稳定性和承载能力。4.内力计算在模型建立完成后，我们需要对其进行内力计算，以确定各个部位的受力情况。通过内力计算，我们可以得出模型在不同载荷下的应力分布情况，为后续的承载力计算和验算提供依据。5.位移计算除了内力计算之外，我们还需要进行位移计算，以确定模型在不同载荷下的变形情况。通过位移计算，我们可以得出模型在承受不同载荷时的变形情况，为后续的局部受压验算提供依据。6.承载力计算在完成内力计算和位移计算之后，我们可以开始进行承载力计算。承载力计算是本设计的重要部分，通过承载力计算，我们可以得出模型在承受不同载荷时的最大承载能力，为后续的验算提供依据。7.局部受压验算最后，我们需要进行局部受压验算，以确定模型在承受极限载荷时的局部受压情况。通过局部受压验算，我们可以确定模型的安全性，并对其进行必要的优化和改进。第三章总结本设计通过对基本参数的确定、模型建立、内力计算、位移计算、承载力计算和局部受压验算等步骤的实施，得出了模型在承受不同载荷时的应力分布、变形情况和承载能力，为后续的优化和改进提供了依据。本设计中，垂直结点连接采用了三角形支撑结构，即在每个垂直结点处，我们制作了一个三角形支撑结构，将上、下弦杆与垂直杆相连，以增加结点的稳定性和强度。同时，在粘接过程中，我们采用了多层纸张和白乳胶的组合，以确保结点的牢固性和稳定性。4.3水平结点连接水平结点连接采用了榫接结构，即将水平杆件和垂直杆件的交叉处制作成榫接结构，以增加结点的稳定性和强度。在制作过程中，我们采用了多层纸张和白乳胶的组合，以确保结点的牢固性和稳定性。5结构优化在模型制作的过程中，我们通过不断的试验和优化，逐步提高了结构的稳定性和承载力。具体优化措施包括增加结点的支撑面积，增加杆件的截面厚度，增加连接的牢固性等。经过多次试验和优化，我们最终得到了一个稳定性和承载力都较好的模型结构。6结构测试为了验证模型的稳定性和承载力，我们进行了静载测试和动载测试。静载测试结果表明，模型能够承受四块铁块的竖直静荷载，且变形较小。动载测试结果表明，模型能够承受一定的动态荷载，且结构稳定性良好。7结论通过本次模型制作和测试，我们得出了以下结论：（1）空间桁架结构是一种稳定性和承载力较好的结构形式。（2）桁架结构在实际应用中，需要考虑结点的稳定性和强度，材料的截面选择等因素。（3）通过不断的试验和优化，可以提高结构的稳定性和承载力。（4）静载测试和动载测试是验证结构稳定性和承载力的有效方法。文章中存在的格式错误已经被删除。以下是改写后的文章：为了连接杆件，我们在每个杆件两端各预留10mm，然后四边剪开向外弯折90°。在弯折平面上贴上涂抹白乳胶的小纸片后，再与其他杆件垂直对接。然而，我们在实际操作中发现，四条折痕往往不在同一平面上，这样势必会增大缝隙因而增大位移。为了解决这个问题，我们在裁纸前将需要的折痕用无油墨的笔画出痕迹。这样在以后的弯折过程中，折痕会沿着之前画的痕迹对折，效果非常明显。受拉斜结点连接的制作方法与垂直结点连接相似。不同之处在于，只有一相对的两边向外弯折，而且弯折角度和长度都不同，另一相对的两边不弯折。为了增大粘接面积，同样要在弯折的那个平面内贴小纸片。由于受点不用考虑结点脱落的问题，在满足局部承压的前提下，我们只需将裁好的杆件拼接即可。为了具有较大的接触面，我们仍然采用贴小纸片的方法。在本章设计计算中，我们假定节点粘结处按照铰接计算，本模型为两榀桁架，荷载取为竖直集中静荷载，仅作用在节点处。集中力取23.55KN。我们不考虑加载和撤除临时支撑时的动荷载影响，忽略桥本身自重，材料材质均匀。我们使用结构求解器对我们设计的模型结构的几何组成进行了分析。为了简化计算，我们将所有节点简化为铰接。为了连接杆件，我们在每个杆件两端各预留10mm，然后四边剪开向外弯折90°。在弯折平面上贴上涂抹白乳胶的小纸片后，再与其他杆件垂直对接。然而，我们在实际操作中发现，四条折痕往往不在同一平面上，这样势必会增大缝隙因而增大位移。为了解决这个问题，我们在裁纸前将需要的折痕用无油墨的笔画出痕迹。这样在以后的弯折过程中，折痕会沿着之前画的痕迹对折，效果非常明显。本文展示了一个数据表格，其中列标题为“单元”，“码轴力”，“剪力”，“弯矩”，分别对应每个单元的这些力的数值。数据表格中的每一行代表一个单元，其中第一列为单元编号。数据表格的前半部分列出了正向载荷的值，而后半部分列出了反向载荷的值。为了更好地呈现数据，可以将表格转化为图表或者其他可视化形式。此外，还可以对数据进行分析和处理，以得出更有意义的结论。5.位移计算在跨中无支撑的情况下，需要求解跨中节点的位移Δcv。实际状态下各杆件的轴力为F=23.55KN（见图），而在虚拟状态下各杆件的轴力为Pk=1（见图）。通过图乘法可以求得位移：Δcv=Σ(FN/FNl)×EA×1其中，EA为杆件的弹性模量，l为该杆件的长度。代入计算可得Δcv=0.765mm。6.承载力计算对节点3进行分析：由于杆件（2）（6）受压，（3）（5）为零杆，因此需要对杆件（2）（6）进行压杆稳定分析。由于杆（2）较杆（6）更长，更容易发生侧向失稳，因此只需对杆（2）进行压杆稳定分析。通过欧拉公式可以计算出临界应力，进而得到该杆件的承载力。计算结果表明该桁架承载实际加载的1.4倍，两边各能承受6.6kg重量，承载力满足要求。7.局部受压验算我们对各个重要的结点，如支座处、竖直柱的短部等处都进行了填充实心小纸圈加固，因此节点和局部受压部位得到了充分加强，可以不进行验算。第三章总结此次结构大赛设计让我们收获颇多，实践中遇到的复杂和艰辛让我们更加深刻地感受到知识的魅力。在团队中