結(jié)構(gòu)建模課程設(shè)計(jì)

1、第 15 頁 共 15 頁課 程 設(shè) 計(jì)題 目： 結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)、制作及加載 教 學(xué) 院： 土木建筑工程學(xué)院 專 業(yè)： 2011土木工程2班 學(xué) 號： 201140610202 學(xué)生姓名： 伍國強(qiáng) 指導(dǎo)教師： 羅高作、緱 勇 2014年 6 月 24日目 錄一、課程設(shè)計(jì)成績評定表二、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書三、課程設(shè)計(jì)成果1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明2、結(jié)構(gòu)方案圖3、結(jié)構(gòu)計(jì)算書4、模型破壞分析5、附錄 結(jié)構(gòu)建模 課程設(shè)計(jì)成績評定表姓 名伍國強(qiáng)學(xué) 號201140610202專業(yè)班級2011土木工程2班課程設(shè)計(jì)題目：結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)、制作及加載課程設(shè)計(jì)評語成績評定（優(yōu)、良、中、及格、不及格） 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日課程設(shè)

2、計(jì)任務(wù)書 20132014 學(xué)年第二學(xué)期學(xué)生姓名： 伍國強(qiáng) 專業(yè)班級： 2011土木工程2班 指導(dǎo)教師： 羅高作、緱勇 工作部門： 土木建筑工程學(xué)院 一、課程設(shè)計(jì)題目 結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)、制作及加載二、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容 1、模型制作材料 （1）紙質(zhì)材料：A3打印紙若干。 （2）模型粘結(jié)劑：膠水統(tǒng)一采用液體膠水。 2、模型制作工具 （1）美工刀； （2）剪刀； （3）鉛筆； （4）直尺、三角尺； （5）大頭釘、大頭針若干； 3、模型設(shè)計(jì)所需信息 （1）模型加載臺(tái)：加載臺(tái)的支點(diǎn)（中心）凈跨為600mm，加載臺(tái)寬300mm； （2）模型承載臺(tái)：模型1/4、3/4位置加載固定荷載，由四個(gè)鐵塊提供荷載，分兩級加載

3、，鐵塊的尺寸為200mm×50mm×30mm（質(zhì)量約為1.8kg），須有一個(gè)承載平臺(tái)或設(shè)掛籃（計(jì)入模型總質(zhì)量）。 4、模型設(shè)計(jì)要求 （1）提供制作的相關(guān)結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)書（包括設(shè)計(jì)圖）； （2）結(jié)構(gòu)制作模型必須與提供的設(shè)計(jì)書一致； （3）結(jié)構(gòu)模型支點(diǎn)跨徑為600mm，寬度不超過300mm，高度不超過400mm。 5、加載試驗(yàn)要求 （1）結(jié)構(gòu)模型現(xiàn)場加載試驗(yàn)過程中，由各組成員自行加載。 （2）加載過程中只能使用提供的工具。 （3）每級加載后，必須持荷20秒方能繼續(xù)下一級加載。 （4）模型在加載實(shí)測過程中，凡出現(xiàn)下列情況之一即視為被破壞或失效： 加載20秒以內(nèi)模型坍塌； 模型豎向

4、最大撓度超過100mm； 桿件折斷等其它的失效情形。6、分組情況3-4人一組，自由組合原則。三、進(jìn)度安排時(shí) 間進(jìn)度安排第18周周一結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)并優(yōu)化周二結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)并優(yōu)化周三制作結(jié)構(gòu)模型周四制作結(jié)構(gòu)模型周五現(xiàn)場加載四、基本要求1小組成員均應(yīng)參與結(jié)構(gòu)建模的各個(gè)環(huán)節(jié)，每位成員獨(dú)立完成各自的設(shè)計(jì)說明書。2設(shè)計(jì)說明書要求A4紙打印，內(nèi)容詳實(shí)，表述清晰，方案圖直觀易讀。3結(jié)構(gòu)驗(yàn)算方法正確，條理清楚。1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明1.1 作品名稱 天梯壹號1.2 模型簡介 此結(jié)構(gòu)模型靈感來源于生活中的桁架橋梁，模型簡約大方，線型分布合理。采用大跨結(jié)構(gòu)模型，凈跨600mm,兩頭搭接長度各50mm，模型高200mm,左視圖

5、為等腰梯形，下底寬200mm,上底寬150mm。模型具體視圖見結(jié)構(gòu)方案圖。1.3 方案特點(diǎn) 由于桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡約，受力明確，施工簡單，不但能使平時(shí)所學(xué)的力學(xué)和結(jié)構(gòu)知識得到較好的應(yīng)用，而且也鍛煉了具體制作施工的能力，故采用了一個(gè)桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 該模型最大的優(yōu)點(diǎn)是在加載時(shí)能將荷載均勻的傳給每一根桿件，最大限度的減少了零桿的使用。此外，在制作過程中，著重考慮了受壓受彎桿件的截面尺寸以及節(jié)點(diǎn)的布置和制作。在模型可以承受一定荷載的前提下優(yōu)化了模型的尺寸和線型。結(jié)構(gòu)采用空心紙質(zhì)桿件，有效的節(jié)約了材料和自重。此外主平面桁架部分為兩個(gè)三角形從而結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性得到很大的提高，側(cè)面為等腰梯形上窄下寬同樣也是為了增強(qiáng)穩(wěn)

6、定性。1.4 應(yīng)用前景 結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)，與實(shí)際橋梁設(shè)計(jì)與施工有相似之處，可用于江河湖上的大跨橋梁和大型建筑物上的空中走廊等，運(yùn)用前景廣泛。2 結(jié)構(gòu)方案圖2.1 結(jié)構(gòu)三維圖2.2 結(jié)構(gòu)正立面圖2.3 結(jié)構(gòu)側(cè)立面圖2.4 結(jié)構(gòu)俯視圖2.5 結(jié)構(gòu)實(shí)物圖2.6 構(gòu)件匯總表表1 桁架桿件表柱編號構(gòu)件長度/mm制作長度/mm截面尺寸/mm卷紙層數(shù)數(shù)量FG128231020*1051FG228231020*1051FG328231020*1051FG428231020*1051FG525028010*1041FG625028010*1041FG725028010*1041表2 梁構(gòu)件表梁編號構(gòu)件長度/m

7、m制作長度/mm截面尺寸/mm卷紙層數(shù)數(shù)量TL130035020*1042TL235038020*1024XL115015010*1033XL2364.0120010*1033表3 斜拉構(gòu)件表編號構(gòu)件長度/mm制作長度/mm截面尺寸/mm卷紙層數(shù)數(shù)量ZD116019015012ZD2190190150123 結(jié)構(gòu)計(jì)算書3.1 結(jié)構(gòu)模型計(jì)算內(nèi)力部分由結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器解得。1） 軸力圖2） 剪力圖3) 彎矩圖4） 內(nèi)力計(jì)算表3.2 結(jié)構(gòu)靜荷載承載力驗(yàn)算3.3 結(jié)構(gòu)位移計(jì)算1）結(jié)構(gòu)位移圖 2）由上圖和上表可知最大位移小于100mm，結(jié)構(gòu)位移滿足要求。4 模型破壞分析模型荷載設(shè)計(jì)值為100N，能承受10KG的重量。但由于受實(shí)際制作工藝水平和一些不可預(yù)見的偶然因素影響，人為的設(shè)置一個(gè)保守系數(shù)Kp=0.8故結(jié)構(gòu)承重為F100*0.8=80N。加載的四塊鐵塊總重72N，在加載過程中未出現(xiàn)明顯的位移以及失穩(wěn)現(xiàn)象，加載試驗(yàn)取得圓滿成功。模型加載取得成功有以下幾點(diǎn)原因：1） 制作模型的桿件采用了專門預(yù)制的矩形鋼條，不僅桿件制作效率大大提高，而且所制的