第三节结构的设计

第三节简单结构的设计影响结构稳定性的三大因素回顾：？影响结构强度的三大因素第三节结构设计设计是创新发明重要的一环，其一般过程有哪些呢？发现与明确问题制定设计方案模型或原型制造优化与改进结构设计是属于设计中的一种类型，它同样遵循一般的设计方法和过程。同时结构设计还必须考虑它自身的特点，即结构的受力情况，其稳定性、强度、连接的方式和材料的选用等。P23阅读例题材料“防烫锅盖扳手的发明”磁性软纱门的发明发明设计并不神秘，只要在生活中多观察、多思考、多动手就会有灵感；要不怕困难和失败，反复修改，不断完善，经过不懈的努力才能成功。下面以桥梁结构设计为例讲一下结构设计的过程。一、明确设计目标及要求比如桥梁的使用期限，桥梁的跨度，桥孔高度，承受的重量等等。二、形成初步设计方案根据实际情况和需求选择不同的桥梁结构类型，设计出合格优良的桥梁产品。忽略设计原则，忽略结构安全和结构的合理性将会造成恶劣的结果。九江大桥当时决定采取的设计方案是“多桥墩式”的，显然，这么多桥墩伫立在繁忙的水道上，不仅有碍通航，而且很容易引发事故。而多桥墩设计还会造成阻水、冲刷严重，使位于水下的桥墩暴露出来，影响桥梁的稳定性。今天（2007年6月15日）5时15分左右，广东佛山市南海区九江大桥遭一艘运砂船撞击，造成大约200米桥面坍塌，约100米桥面坠入江中。今晨4点半到5点半之间，通过大桥的130辆汽车有6辆可能坠江，甚至有目击者称看到有大客车坠江，据广州电视台晚间报道，目前已经打捞起两具尸体。

九江大桥当时决定采取的设计方案是“多桥墩式”的，显然，这么多桥墩伫立在繁忙的水道上，不仅有碍通航，而且很容易引发事故。而多桥墩设计还会造成阻水、冲刷严重，使位于水下的桥墩暴露出来，影响桥梁的稳定性。2007年8月13日下午，湖南湘西土家族苗族自治州凤凰县境内凤大公路(湖南凤凰至贵州铜仁大兴机场)堤溪段大桥突然垮塌。坍塌石墩横截面几乎见不着钢筋踪影原因可能有几种：

1.这种桥型结构体系自身的脆弱性。这是一座有推力连拱桥，其弱点在于结构受力对地基变形非常敏感，对基础的要求很高，最好拱脚落在基岩上，一旦拱脚发生变形

结构很容易产生破坏。连拱则环环相扣，一倒皆倒，易损性极差。

2.使用材料的脆弱性。该桥定位为石拱桥，即污工拱桥，材料几乎没有任何延性，不能承受任何拉力。拱轴线有任何变化，压力中心和主拱圈偏离，则主拱圈开裂，失去承载能力这反过来又对拱脚变形提出严格要求。

附近村民说：三个大桥墩断裂成几节，而且除了桥墩，所塌落下来的桥面物质，除了石块就是干灰浆。“石头就是从附近山上采来的”，“那些‘灰浆’用手一捏都碎成粉了，怎么会坚固？用这些‘灰浆’黏合石块，就好像用干煤灰砌砖墙，不塌才怪”。以下将介绍几座典型的桥梁，请同学们参照25页的图片，分析以下桥梁的结构类型并进行简单的受力分析。各种结构类型的桥梁都有各自的风格和特征，下面同学们大胆想象，将你心目中的桥梁结构以结构草图的形式画下来。先看例题。苏通长江公路大桥浏阳河风光桥夜景万县长江大桥多瑙河大桥南昆铁路清水河大桥造一座桥梁模型的用具：木板、细绳、尺子、