结构设计大赛设计方案

第十九届结构设计与制作大赛

设计方案

（设计书）

作品名称雄鹰

学院、系土木工程学院城市地下空间专业

学生姓名学号

学生姓名学号

学生姓名学号

指导教师

联系电话

二○一六年五月六日

承诺书

我们自愿参加石家庄铁道大学第十九届结构设计大赛，并自觉遵守大赛规定，按要求制作设计作品。在此，我们承诺：

1.作品设计为本组人员集体思考，请教老师，通力合作而完成，

不存在抄袭现象。

2.按比赛要求，仅使用白卡纸，白乳胶和蜡线三种材料，未使

用除此之外的材料。

3.设计图纸为本组人员手工绘制并打印，不存在套用他人设计

方案的行为。

注：（在作品设计方案构思初期，请教过大型所王教授，为防止有借名气，博名次的嫌疑，在指导老师一栏并未注明，在此提出歉意，并表示感谢。）

参赛组：铁流小组

成员：

指导老师：

目录

承诺书

一结构选型——单索塔斜拉桥 (1)

二设计总体说明 (2)

三设计作品有关说明 (3)

3.1 受力结构合理性分析 (3)

3.2 材料应用合理分析 (4)

3.3 制作过程中连接点的处理 (4)

四结构优化 (6)

五作品名称设计理念 (6)

第十九届结构设计与制作大赛设计说明

一结构选型——单索塔斜拉桥

常见基本桥型有拱桥，桁架桥，悬索桥，斜拉桥，组合体系桥型等。

考虑到拱桥虽然有很好的抗压性能，但在材料应用上并不占有优势，而且用白卡纸制作跨度为1420mm的桥拱不易实现。拱桥对于下部和基础要求较高，需要两端拱脚提供充足支持力，而支架结构不能满足该条件。

桁架桥结构相对复杂，需要较多的黏合点，虽制作简单，但工艺要求高，一旦某一个黏合点出现问题整个桥都要受到影响，并且材料用量大，使用大量的白卡纸，而不能使蜡线的抗拉能力得到充分利用。

组合桥体系一般为梁式桥与拱桥组合，斜拉桥与拱桥组合，斜拉桥与悬索桥组合，无论哪种组合方式对于纸质材料来说都存在结构复杂且承重优势不明显的问题。

对悬索桥而言，主要受力结构为主缆和索塔，然而没有做主缆的合适材料。同时，悬索桥的两部分塔架如果立于桥面两端，而支架可以提供支持力，显然没有合理利用原有结构；如果位于桥面中部，两根索塔没有必要。

综合考虑，采用单索塔斜拉桥型设计。这种桥型所需材料相对较少。在工程设计中，风荷载是设计斜拉桥必须要考虑的问题，然而在实验室的环境下，不需考虑风荷载，这就为斜拉桥型提供了优势条件。在充分利用纸的抗压性能，蜡线的抗拉性能的同时，应用预应力理念，

使桥安装在支架上时桥面略微拱起，弥补桥面在承重方面的不足，达到材料应用与承重能力的最优化。

二设计说明

桥的主要构件有：立柱，索塔，桥面，拉索。

立柱距离支座底端的垂直距离为400mm。在支柱底部和与桥面的接触部位添加横梁，以增加支柱的支撑能力和抗扭性能。作品对立柱的抗压性能要求较高，对立柱采取加厚处理，增加其抗压性能。

索塔与立柱采用一体化设计。桥面以下为立柱，桥面以上为索塔（高为300mm）。索塔顶端添加横梁，即防止索塔扭动变形，也增加索塔顶部的抗拉能力。

桥面由两根主梁，三根横梁，白卡纸和纵横交错的蜡线组成。

主梁长度即为桥的跨度，1420mm。横梁长度即为桥面宽度，120mm。主梁和横梁都采用圆筒状，便于制作，抗扭刚度，抗弯性能卓越，且承重能力上与其他梁型没有明显差距。工程设计中，拉索的布置有疏索和密索两种类型。疏索型对主梁要求较高，需要具备较强的刚性。由于主要采用纸质材料，设计作品拉索采用密索型，相对疏索型来说，减轻了对主梁的压力，安全系数得以提升。斜拉索的形式采用辐射型与竖琴型结合的设计。

三设计作品有关说明

3.1 受力结构合理性分析

1.桥面的两端置于支架上，可以为桥面提供很好的支持力，但对

于1420mm的跨度来说，显然是不够的。在桥的中间添加立柱，

立柱与索塔的一体化设计，增大桥梁的承重能力。

2.在工程设计中，钢筋混凝土的桥梁相比通过的车辆，自重很大，

通行车辆对桥造成的变形很小，不予考虑。但纸质桥与小车相

比，自重很小，必然要考虑通行小车对桥面造成的变形。为防

止小车走上桥面时，另一端翘起，在桥面下部也增加三角形的

梁，起到一定的防范作用。。

3.拉索采用密索型。索塔两端的拉索各有三根，拉索的间隔为

150mm。拉索与桥面的夹角控制在30°至60°。对称位置的拉

索为一根蜡线，对称的设计增加桥梁的稳定性。拉索采用辐射

状，即拉索顶端聚集一点。桥面两端不加拉索。当10kg的小

车行驶到桥面时，两根索塔间距为150mm,此时拉索中间的力矩大约为30N*M，桥面完全可以承受。

4.桥面设计宽度为120mm,支架底座宽度为140mm到160mm之间，

恰好可以使桥梁底部处在支座上。

3.2 材料应用合理分析

1．主办方提供了桥面板，但桥面板是一种柔性结构的材料，纵向刚度很小（基本为零），但具备横向刚度。对于宽度为120的桥面板来说，充分利用完全可以使小车正常通过，因而制作桥面时只需覆盖一层纸，由此节省了做桥面部分纸张。

2．桥面的主梁和侧梁上增加横向和部分纵向的拉线起到保护作用。防止在小车行驶过程中，桥面板变形坠落。在制作过程中梁的规格有2*1420*R10mm,2*700*R10mm,4*110*R10mm.

3．在受拉力的部位卷入蜡线，增加抗拉能力。使白卡纸与蜡线有机结合起来，充分利用了两种材料所具备的优良性能。使用蜡线长度为35m。

4．在制作主梁和横梁时，在纸面上均匀的涂抹一层乳胶，从而提高梁的强度。

3.3 制作过程中连接点的处理

1.由于桥面的跨度高达1420mm，而主办方所提供的白卡纸最长

边为1100mm，因此主梁需两部分粘合。采用的方法为：两侧

纸张各内置150mm，涂胶，加线，覆纸粘贴的处理方法。

2.纸的抗压性能较好而线的抗拉性能较好。为充分利用两种材料

的优点，在受拉力的部位卷入蜡线（相当于工程施工中的加筋），在受压力的部位加覆几层纸增加抗压性能。用白卡纸卷成长度为1420mm的圆筒很有难度，在制作时，用一根金属圆管确定内径，制作完成后抽出。这样制作的圆筒，无论是承重能力，还是外形上都有很大改观。

3.对于主梁和侧梁的连接，将卷入白卡纸的蜡线尾端充分留足长

度，用于连接接点。当桥梁受拉产生微小形变时，会由桥梁整体来承担变形。在连接点的外侧再粘一层纸，防止侧梁受力脱落，从而承重能力进一步提高。

4.对于拉锁与主梁的连接，有两种连接方式，一种是线穿法，一

种是缚线法。线穿法需要在主梁上穿孔，工作量较大，且有可能破坏受力结构。而缚线法不存在这种问题。综合考虑采用缚线法，结点位于主梁外侧，为桥面板的覆加提供充足空间。5.对于立柱与索塔的接点，该点承受弯力矩，对承重要求更高，

为桥梁的关键部位，因此在该点缚线，加胶，着重处理。

6.当卷白卡纸制作梁时，可能每层纸之间贴合的不是很紧密。这

样在梁的顶端加入乳胶（类似工程中的灌浆处理），以增加贴合度，从而提高梁的承重能力。

7.圆筒状的索塔和横梁在连接时，将横梁尾部切削成圆弧状，利

于稳固连接。桥面下部的三角形支架在连接时也采用切削两端

的办法，使连接更加紧密，同时节省连接使用的材料。

8.在主梁上绑缚拉索时，为防止拉索滑动，采用逆向捆绑法，给

接点一个逆向力，使拉索变紧，增加拉索的刚度。拉索有四根

蜡线作为一股制作，同时在每根蜡线之间涂上乳胶，增加拉索

的承重能力。

四结构优化.

1．在制作完成后，发现主梁的两端并不平，因而，在主梁的一端下侧加厚，使主梁平衡，防止小车在行进过程中桥面出现失稳

情况。

2．因为制作主梁的纸为两张粘和，较短的一侧在制作过程中较粗。

因而在另一侧再卷上一层纸，有一个较为平缓的连接，防止小

车跑偏。

3．拉索在绑缚过程中出现了松动，在铺设桥面时，用线反向拉紧，使拉索松紧适度。

4．制作完成后，桥的表面有残留的胶，表面较脏。用砂纸打磨，使表面光洁。

5．使用斜梁连接桥面主梁与立柱，为加固，在两端缚上绳子，起到加固作用。

五作品名称及设计理念

本作品名称为“雄鹰”，在桥型和设计理念上都有很大的相似点。索塔两边的桥面犹如雄鹰的两翼，苍劲有力。立柱的底部犹如雄鹰的爪子，抓铁留痕，锐利坚固。

作品结构清晰，简洁大气，有雄鹰翱翔的风骨和刚度。

我们希望我们设计的桥梁能够在比赛中尽情飞翔，取得好的名次。同时，作品名称也代表了我们全组成员锐意进取，奋发拼搏的精神风貌。

全国大学生结构设计竞赛赛题

第六届全国大学生结构设计竞赛赛题 1．命题背景 吊脚楼是我国传统山地民居中的典型形式。这种建筑依山就势，因地制宜，在今天仍然具有极强的适应性和顽强的生命力。这些建筑既是我中华民族久远历史文化传承的象征，也是我们的先辈们巧夺天工的聪明智慧和经验技能的充分体现。 重庆地区位于三峡库区，旧式民居中吊脚楼建筑比比皆是。近年来的工程实践和科学研究表明，这类建筑易于遭受到地震、大雨诱发泥石流、滑坡等地质灾害而发生破坏。自然灾害是这种建筑的天敌。 相对于地震、火灾等灾害而言，重庆地区由于地形地貌特征的影响，出现泥石流、滑坡等地质灾害的频率更大。因此，如何提高吊脚楼建筑抵抗这些地质灾害的能力，是工程师们应该想方设法去解决的问题。本次结构设计竞赛以吊脚楼建筑抵抗泥石流、滑坡等地质灾害为题目，具有重要的现实意义和工程针对性。 2．赛题概述 本次竞赛的题目考虑到可操作性，以质量球模拟泥石流或山体滑坡，撞击一个四层的吊脚楼框架结构模型的一层楼面，如图2.1所示。四层吊脚楼框架结构模型由参赛各队在规定的时间内现场完成。模型各层楼面系统承受的竖向荷载由附加配重钢板实现。主办方提供器材将模型与加载装置连接固定（加载台座倾角均为o 30θ=），并提供统一的测量工具对模型的性能进行测试。 图2.1.第六届全国大学生结构设计竞赛赛题简图 配重1M 配重2M 配重2M 后固定板 前撞击板 螺杆 钢底座 钢架A 钢架B 不锈钢半圆滑槽 模型部分（含部分加载装置） 加载台座 θ θ 加速度传感器 螺杆 硬橡胶

3．模型要求 图3.1.模型要求示意图 图 3.1模型设计参数取值表 q o 30 0L 20cm > —— H 1cm 99± L < 24cm —— q 配重1M 配重2M 配重2M 前撞击板 后固定板 底板 模型平面尺寸要求示意图 要求平整，且与前撞击板端头有效接触面积不小于22cm 要求平整，且与后固定板端头有效接触面积不小于22cm 底板示意图 允许固定区域 硬橡胶

桥梁结构设计理论方案

桥梁结构设计理论方案 桥梁结构设计理论方案作品名称方舟桥参赛学校黑龙江八一农垦大学参赛队员专业名称土木工程、土木工程、土木工程土木工程、指导教师黑龙江省大学生结构设计竞赛组委会二○一一年目录模型方案说明11、材料12、设计思路13、外形选择24、比赛设计要求2结构设计说明21、参考资料22、材料力学性能估计33、结构选型34、截面选用45、荷载分析56、内力分析及计算简图67、试验研究98、承载能力估算99、破坏分析10模型方案说明1、材料桐木、502胶水，实际制作过程中常需在木材上涂胶，所用材料实际是木胶复合材料，其受拉时呈现线弹性和脆性，木材顺纹受拉弹性模量为，木材顺纹抗拉强度设计值为； 2、设计思路众所周知，材料在受拉力的情况下能够最充分的发挥强度，因此在结构的设计中尽可能多的利用木材的抗拉性能，充分发挥502胶水较强的抗剪能力，以及截面较为开展的木材较好的抗压能力，应用桁架结构设计一座质量尽可能小但承载能力尽可能大的木桥。因此，采用由规则矩形拼成的工字型木杆作为支撑桥面板的主梁，利用4*6的矩形木杆作为腹杆，其中竖杆主要受压； 应用粘合后的薄木片作为鱼腹式下弦的受拉构件。上下桥面采用梯形连接，减少材料用量。 3、外形选择模型跨度：1200mm模型长度：1300mm模型宽度：180mm模型高度：180mm结构形式：梁—桁架组合结构模型重量：130.77g 4、比赛设计要求几何尺寸要求(1)模型长度：模型有效长度（即悬空部分，也就是两侧可升降平台端部距离）为1200mm，两端提供竖向和侧向支撑。对于竖向支撑，每边支撑长度为0-70mm（起侧向支撑作用的侧向支撑挡板可左右活动，距离升降平台边缘距离范围为50-70mm，即距离升降平台边缘最远为70mm，最近为50mm，当模型端部支撑长度不足50mm时，则不能提供侧向支撑，仅能提供竖向支撑），如下图2所示。 (2)模型宽度：在模型有效长度范围内（中央悬空部分），模型宽度应不小于180mm，最宽不应超过300mm； 在支座范围内，宽度不限，但不应超过320mm。 (3)模型高度：模型上下表面距离最大位置的高度不应超过400mm； 为方便小车行驶，中央起拱高度不应超过40mm（中央起拱高度指未加载时，对于放置好的模型，端部构件上表面与模型中央起拱最高处构件上表面的距离）； 端部支座位置处的高度不应超过150mm。 2.2结构形式要求对于结构形式没有特定要求，桥面设置两个车道，每个车道宽不得小于90mm，因两车道之间设有行车导索，所以车道之间不能有立柱、拉索一类的构件。 结构可以仅采用竖向支撑的方式，也可以采用竖向和侧向同时支撑的方式来实现约束，如果模型制作失误，不能够完成约束和加载，后果由参赛队伍自行承担。 结构设计说明1、参考资料《结构设计大赛细则》《木结构设计规范》《桥梁工程》2、材料力学性能估计桐木作为模型材料，其力学性能特点是受拉性能良好，抗撕裂能力差，抗弯压能力较弱，将木材粘合成横截面较大的材料后，可承受一定的弯矩，但受长细比的限制，多为压杆失稳状态的受力破坏。 502胶的粘接性能：木材粘接时原来的性质会发生改变，木材变得脆而且易

第十届全国大学生结构设计竞赛赛题

第十届全国大学生结构设计竞赛赛题 大跨度屋盖结构 随着国民经济的高速发展和综合国力的提高，我国大跨度结构的技术水平也得到了长足的进步，正在赶超国际先进水平。改革开放以来，大跨度结构的社会 需求和工程应用逐年增加，在各种大型体育场馆、剧院、会议展览中心、机场候机楼、铁路旅客站及各类工业厂房等建筑中得到了广泛的应用。借北京成功举办2008奥运会、申办2022冬奥会等国家重大活动的契机，我国已经或即将建成一大 批高标准、高规格的体育场馆、会议展览馆、机场航站楼等社会公共建筑，这给我国大跨度结构的进一步发展带来了良好的契机，同时也对我国大跨度结构技术水平提出了更高的要求。 2总体模型 总体模型由承台板、支承结构、屋盖三部分组成(图-1) 加载区域 图-1模型三维透视示意简图 2.1承台板 承台板采用优质竹集成板材，标准尺寸1200mm>800mm，厚度16mm，柱 底平面轴网尺寸为900mm>600mm，板面刻设各限定尺寸的界限：

(1)内框线：平面净尺寸界限，850mr> 550mm；

（2） 中框线：柱底平面轴网（屋盖最小边界投影）尺寸， （3） 外框线：屋盖最大边界投影尺寸， 1050mm X750mm 承台板板面标高定义为土 0.00。 2.2支承结构 仅允许在4个柱位处设柱（图-2中阴影区域），其余位置不得设柱。柱的任 何部分（包括柱脚、肋等）必须在平面净尺寸（850mmx 550mm ）之外，且满足 空间检测要求。（即要求柱设置于四角175mm 125mm 范围内。） 柱顶标高不超过+0.425 （允许误差+5mm ），柱轴线间范围内+0.300标高以 下不能设置支撑，柱脚与承台板的连接采用胶水粘结。 2.3屋盖结构 屋盖结构的具体形式不限，屋盖结构的总高度不大于 125mm （允许误差 +5mm ），即其最低处标高不得低于0.300m ，最高处标高不超过0.425m （允许误 差 +5mm ）。 平面净尺寸范围（850mmx 550mm ）内屋盖净空不低于300mm ，屋盖结构 覆盖面积（水平投影面积）不小于900X300mm ，也不大于1050X750mm ,见图-3。 不需制作屋面。 屋盖结 构覆盖面积（水平投 影面积）不小于900>600mm ，也不大于 1050X750m m 。但不限定屋盖平面尺寸是矩形，也不限定边界是直线。 屋盖结构中心点（轴网900X300mm 的中心）为挠度测量点。 2.4剖面尺寸要求 模型高度方向的尺寸以承台板面标高为基准，尺寸详见图 -4、5。 900mm >600mm ； (I ； ② 图-2承台板平面尺寸图 、柱脚内界 口 g □ Trfrii?尺寸范应 （85Gi550} 〔柱脚不睜进入谀范 柱位 12UW

首届全国大学生结构设计竞赛作品分析

首届全国大学生结构设计竞赛作品分析 发表时间：2018-06-04T16:45:44.867Z 来源：《基层建设》2018年第10期作者：高洋 [导读] 摘要：全国大学生结构设计竞赛作为教育部指定的九大大学生学科竞赛之一，其在大学生科技类比赛中发挥着明显的作用，该赛事对土木、结构、建筑设计类大学生的研究能力、创新能力、工程实践能力、团队精神、人际沟通能力、计算机应用水平及综合运用能力的培养与增强有着无法替代的价值。 河北大学建筑工程学院河北保定 071000 摘要：全国大学生结构设计竞赛作为教育部指定的九大大学生学科竞赛之一，其在大学生科技类比赛中发挥着明显的作用，该赛事对土木、结构、建筑设计类大学生的研究能力、创新能力、工程实践能力、团队精神、人际沟通能力、计算机应用水平及综合运用能力的培养与增强有着无法替代的价值。查阅了众多参赛作品将其与获奖作品进行比较对各结构体系有了更深程度的理解。 关键词：结构设计竞赛；框架结构；蒙皮结构；预应压力；建筑造型 国内大学生结构设计竞赛最早缘起于1994年清华大学校园内一座观赏性小桥—— “莲桥”建造方案的征集，其目的在于健全面向未来的教学体系，将学生们的学习由理论影像实践，通过对理论知识的综合运用和团队共同协作精神的培养，以及提高当代大学生的创新精神和动手实践能力。2000年，浙江大学在学习借鉴清华大学的基础上，在校内组织开展了首届大学生结构设计竞赛活动。2002年，在浙江省教育厅的大力支持下，浙江大学又将这项活动推向了全省，并承办了浙江省首届大学生结构设计竞赛活动。随着国内部分高校校内大学生结构设计竞赛的兴起，清华大学、同济大学、浙江大学等高校在成功举办校内竞赛的基础上，又分别将竞赛扩展到了港澳台地区，、华东地区和亚洲地区邀请赛以及全国竞赛。 这项赛事的举办旨在为土木相关专业的大学生提供一个挑战、创新、发掘自身潜能的平台，提高学生对专业的实际综合运用能力、思维能力、动手能力，在挑战中体现创新的理念，培养团队协作的能力，领悟学科魅力，增进个学校同学间的学科交流，拓展更加深层次的合作平台。在比赛中，同学们加深了对理论知识的理解，并将其运用与实际的模型设计中，计算能力、分析能力也从中获得了提高。 如同济大学土木工程系教授周克荣所说：“欲使我国在国际竞争中立于不败之地，人才培养是关键。”于2005年首届全国大学生结构设计竞赛在浙江大学举办，参赛题目为高层建筑结构模型设计与制作，竞赛内容包含方案设计与理论分析、结构模型制作、作品介绍与答辩、模型加载试验。根据建筑造型、结构方案、理论分析、模型制作、叙述答辩和加载试验 6 个方面进行评审。计分方法：先按荷重比（F=Q/W ）计算出各模型的相对分，其中 Q 代表模型所承受的最大侧向静荷载或冲击荷载（ N ）， W代表模型自重（ N ）；再将 F 值为最大（记 Fmax ）的模型定为满分（侧向静载 25 分，冲击荷载 20 分），其余模型的分数按（满分× F / Fmax）计算。 其中加载试验所占比重最大为45分，要求设计过程中选取合理的结构体系，这是对力学课程的考究，也是对现场制作时节点构件间合理稳固的连接的考察。 1、锥形框架结构 特等奖作品浙江大学的“一米阳光”借鉴了塔形的稳固结构，底部采用拉线，在压铁砂时张紧，整体造型先收后放，制作精美，结构与建筑造型的完美结合得到专家的好评。特等奖作品“一米阳光”、一等奖作品同济大学的“五月竹阁”“云梯”均采用的是锥形框架结构体系。框架最大的特点就是利用结构杆件的轴向承载力和刚度传递侧向荷载和重力荷载，从而提高整体的荷重比，因此有较高的有效性。柱子倾斜法治的框架体系（锥形框架）对刚度有较大的提高，可减少10%---30%的侧移。若再增加层间支撑（一层或几层，支撑角度45-60度为最佳），形成框架---支撑体系，可由框架结构主要承受竖向荷载，支撑体系承受水平荷载，保证了结构有足够的侧向刚度，以控制其位移在规定以内。在这种体系中，水平剪力主要由腹杆而不是柱承受，而腹杆由主要由其轴力的水平分量抵抗剪力，可接近一个真正的悬臂梁。该体系经过合理设计，其结构整体立面丰富，构件受力合理，适用于高层建筑结构。 2、蒙皮结构 一等奖作品东南大学的“云梯”、“白月光”采用的是蒙皮结构体系。蒙皮加上骨架的结构是非常好的结构，采用水平横梁变间距的体系，采用斜柱两向不对称。在结构外围，外包硫酸纸，在整个结构外围的硫酸纸完全绷紧时，可以提高结构的整体性能，提高幅度在15—30%左右，但应注意剪应力滞后的问题。其原理本人认为是在竖向荷载作用下，蒙皮相当于一个套箍的作用，跟混凝土结构中柱子的箍筋或钢管混凝土中的钢管作用异曲同工。在水平荷载下，相当于弱剪力墙的作用。“蒙皮结构”可以说是本次比赛的一大亮点，也是最有创意的地方。简洁的厂房体型，简单的四根柱子，外墙用硫酸纸包一圈，使四周密封，形成蒙皮结构，在承受侧向荷载的时候，整个外墙面传递荷载，传力途径多样，模型本身很轻，制作工艺简单，受力性能良好，无疑是比赛中最优秀的结构之一。另外一个也利用了硫酸纸受力的蒙皮结构是南京工业大学的“升”，三道硫酸纸长条斜着隔几层螺旋设置，受侧向力作用的时候，长条受拉，虽然在荷载试验中失败，但是其思想依然可以借鉴。 3.预应压力 二等奖作品湖南大学的“逸云阁”、三等奖作品上海交通大学的“爱奥尼大厦”、三峡大学的“索源”利用蜡线在柱子中间穿过，柱底柱顶锚固蜡线，从而对柱子形成预应压力。当在水平力作用下，柱子一边受拉，一边受压，可以提供受拉柱子一定的拉力，从而减少结构的侧移。水平力方向不定，蜡线不可受压，柔性支撑不一定可以发挥作用。若在刚性支撑中再加蜡线，形成刚柔并济的支撑体系，更好，只是较为费材料。 4. 筒体结构 筒体结构由框架-剪力墙结构与全剪力墙结构综合演变和发展而来。筒体结构是将剪力墙或密柱框架集中到房屋的内部和外围而形成的空间封闭式的筒体。其特点是剪力墙集中而获得较大的自由分割空间，多用于写字楼建筑。筒体结构作为高层建筑的一种结构形式，古已有之，如建于公元2世纪的印度佛祖塔,平面为正方形，砖砌塔身高55米;1055年建成的中国定县开元寺塔，塔身为砖砌筒中筒,共11层,高84米。筒体结构在现代高层建筑中广泛应用。目前世界上的高层建筑多是筒体结构，如美国芝加哥的约翰?汉考克大厦、西尔斯大厦、标准石油公司大厦和纽约的世界贸易中心大厦等。但框架筒体结构和筒体结构，在获奖作品中此类作品没有入围我认为是筒体结构在实体建筑中虽有使用但多应用于超高层建筑结构。此类结构虽受力性能良好，但自重较大在大赛中并不占优势。 另外，获奖作品中的来自上海交通大学的“爱奥尼大厦”还有其独特之处：单向结构设计。由于设计者对规则的解读，深刻的剖析了加载实验的加载方向，勇于放手一搏，最终取得了较可观的成绩。

结构设计大赛策划书

结构设计大赛策划书 结构设计大赛策划书（一） 一、竞赛目的 结构设计大赛旨在多方面培养大学生的创新思维和实际动手能力，培养团队精神，增强大学生的工程结构设计与实践能力，丰富校园学术氛围，促进交流与学习。 二、竞赛题目 专业组:输电塔结构模型设计与制作。 趣味组：稳立鸡蛋三．材料材料为203g白卡纸、腊线、白胶，固定模型的底板为木工板。(均由大赛组委会统一发放) 四、竞赛安排 1、参赛对象和形式 参赛对象：山东建筑大学全日制在校本科生、研究生。 参赛形式：规定以小组形式参赛，每组应由2-5人组成。 2、时间安排 (4)、本次结构设计大赛的加载及决赛答辩将同时举行,具体时间、地点以及其他详情大赛组委会将以海报形式予以通知,请随时关注、 3、参赛队培训 竞赛组委会在报名截止后将举办有关建筑结构方面的讲座，对本次竞赛题目答疑，对以往竞赛进行讲评，并邀请有关老师对本次结构设计竞赛进行指导，还将特邀以往竞赛成绩优秀者与参赛选手交流。相关安排将以海报形式通知，敬请关

注。 五、竞赛要求 1、参赛要求 (1)结构设计竞赛内容应包括理论设计方案和结构模型两部分。 (2)每个参赛队只能提交一份作品，并命名。 (3)参赛学生只允许参加一个参赛队，各队应独立设计、制作。竞赛期间，指导教师不得直接参与参赛作品的理论方案设计计算及模型制作。比赛时，任何人不得为参赛队提供帮助和指导。一经查实，将取消参赛资格。 (4)各参赛队必须在规定时间和地点参加竞赛活动，缺席者作自动放弃处理。竞赛期间不得任意换人，若有参赛队员因特殊原因退出，则缺人竞赛。 2、理论方案要求 (1)结构设计理论方案内容包括：方案图和计算书。方案图包括若干结构图及主要构件、结点详图；计算书包括荷载分析、内力分析、结构选型、计算简图、承载能力估算等。 (2)理论方案格式和要求：封面（见附件），第一页为300字左右的摘要，其后为方案图和计算书。 3、模型制作要求 (1)模型制作材料由竞赛组委会统一提供。各参赛队在规定时间内完成模型制作，最终模型需与提交的结构设计方案相一致。 (2)模型制作材料为203g白卡纸、腊线、白胶，固定模型的底板为木工板。材料统一由组委会提供和购买，不得使用非组委会提供的其它任何材料。否则，一经查实，取消其参赛资格，并予以通报。

大学生结构设计大赛指导

大学生结构设计大赛指导 大连民族学院土木建筑工程学院 二OO八年十月

目录 一结构设计大赛的意义及背景 (1) 二结构设计大赛的题目 (2) 三采用的材料及其性能 (5) 四评分办法 (6) 五方案的确定及理论分析 (8) 六制作技巧 (9) 七往届大赛的题目及作品介绍 (13)

一、结构设计大赛的意义及背景： 结构设计大赛是一项极富创造性，挑战性的科技竞赛。它旨在通过对所学知识的综合运用和团队精神，提高同学的动手能力与思维能力，突出创新精神，加强同学之间的合作与交流，培养团队精神，丰富同学的课余生活。通过结构设计大赛可以很好地将课堂理论与实际工程紧密结合起来，培养大学生的设计与计算能力，全国性大学生结构设计竞赛已被教育部列为大学生9项科技竞赛之一。2005年，由国家教育部高等教育司和中国土木工程学会教育工作委员会联合主办，在浙江大学举行了全国第一届大学生结构设计竞赛，比赛的题目是：“高层建筑结构模型的制作和加载试验”。全国第二届大学生结构设计竞赛将于2008年10月由大连理工大学承办，竞赛题目是：“两跨两车道桥梁模型的制作和移动荷载作用的加载试验”。 2007年5月，由辽宁省教育厅高教处主办，由大连理工大学承办了第一届辽宁省大学生结构设计竞赛，竞赛题目是：“承受运动荷载的桥梁结构模型设计”，我校获得了二等奖1项，三等奖2项，并获得最佳结构奖和最佳组织奖。同时，我校在历届大连市大学生结构设计竞赛中都获得了非常好的成绩。刚刚结束的第四届大连市大学生结构设计竞赛的题目是：“两跨双车道桥梁结构模型设计、制作和移动荷载作用的加载试验”,与全国第二届大学生结构设计竞赛的题目相同，我校获得了一等奖1项，二等奖1项，并获得3项优秀奖及最佳组织奖。我校为丰富校园学术氛围，提高学生的创新设计能力，也已举办过3届结构设计大赛，同学们踊跃参加，收到了很好的效果。

第五届全国大学生结构设计竞赛赛题

第五届全国大学生结构设计竞赛赛题： 带屋顶水箱的竹质多层房屋结构 一、竞赛模型 竞赛模型为多层房屋结构模型，采用竹质材料制作，具体结构形式不限。模型包括小振动台系统、上部多层结构模型和屋顶水箱三个部分，模型的各层楼面系统承受的荷载由附加铁块通过实现，小振动台系统和屋顶水箱由承办方提供，水箱通过热熔胶固定于屋顶，多层结构模型由参赛选手制作，并通过螺栓和竹质底板固定于振动台上，图1给出了一示意性结构图。 图1 模型示意图 二、模型要求 2.1几何尺寸要求 (1) 底板：多层结构模型用胶水固定于模型底板上，底板为33cm×33cm×8mm的竹板，底板用螺栓固定于振动台上。 (2) 模型大小：模型总高度应为100cm，允许误差为±5mm。总高度为模型底板顶面至屋顶(模型顶面)上表面的垂直距离，但不包括屋顶水箱的高度。模型底面尺寸不得超过22cm ×22cm的正方形平面，即整个模型需放置于该正方形平面范围内，模型底面外轮廓与底板边缘应有足够的距离以保证螺栓能顺利紧固。 (3) 楼层数：模型必须至少具有4个楼层，底板视为模型第一层楼板。除第一层以外，每层楼面范围须通过设置于边缘的梁予以明确定义。 (4) 楼层净高：每个楼层净高应不小于22cm。楼层净高是指该楼层主要横向构件顶部

与其相邻的上一楼层主要横向构件底部之间的最小距离。若底板上设置有地梁，则第一层净高需自地梁顶部开始计算；若无地梁则从底板顶面开始计算。柱脚加劲肋、隅撑及其他外立面构件不影响计算楼层净高。 (5) 使用功能要求：楼层应具有足够的承载刚度，各层空间应满足使用功能要求。在模型内部，楼层之间不能设置任何横向及空间斜向构件。模型底层所有方向的外立面底部正中允许各设置一个12cm×12cm(高×宽)的门洞。 (6) 楼层有效承载面积：楼层范围为各承重分区最外围楼层梁构件所包络的平面，不包括模型内部核心筒区域。在楼层范围内与楼面构件直接接触的铁块的覆盖面积定义为楼层有效承载面积，模型的总有效承载面积应在600cm2至720cm2的范围之内，且每个楼层的有效承载面积不得小于25 cm2。模型顶面为平面，应满足安全放置水箱的要求。 图2 模型立面示意图(单位：mm) 图3 模型底板示意图(单位：mm) 2.2模型及附加铁块安装要求 (1)利用热熔胶将附加铁块固定在模型除底层以外的各个楼层的楼面结构上，可在楼层上设置固定铁块辅助装置，但辅助装置和铁块不能超出楼层范围且不能直接跟柱接触，若辅助装置或铁块与柱子接触，则该层净高以接触点的高度位置开始计算。 (2) 提供大、小两种规格铁块。大铁块长、宽、高约分别为12cm、6cm与3.2cm，重量为1800g。小铁块的长、宽、高约分别为6.0cm、4.5cm与3.2cm，重量为675g。由于加载设备限制，模型中附加铁块总重量不得超过30kg。

第三届全国大学生结构设计竞赛

第三届全国大学生结构设计竞赛 赛题 第三届全国大学生结构设计竞赛委员会 2009.9.24

一、竞赛模型 定向木结构风力发电塔（如图），塔身高800mm，叶片（数量不限）组成的 A A-A 二、模型介绍 1.塔身 塔身为竞赛主结构，需满足以下要求： （1）塔身高800mm，顶点高度实际误差不大于±3mm。塔身外形不影响叶轮运转，塔身水平截面的外轮廓为正多边形或圆形； （2）具有足够的承载能力； （3）具有规定的刚度； （4）与塔顶标准发电机底座连接可靠； （5）与塔底标准底座连接可靠。 2.叶片和叶轮 安装完成后，叶轮外轮廓直径不得大于800mm。 三、装置说明 1.发电机

发电机采用CFX-03型标准发电机，质量4470g，底板及立面详见附图。2.风叶连接件 连接件质量300g，详见附图。 3.发电功率测量系统 发电功率测量系统由导线、负载、功率计组成。导线所受风力不能传递到塔身，由支架承受。 4.鼓风机 相关参数见下表 名称新型节能低噪声轴流风机 型号SF7-4 厂家上海金蓝机电设备成套有限公司 功率3kW 转速1400n/min 风量2500m3/h 风速23m/s 全压力340Pa 经实测，风叶连接件（距鼓风机1m处）的风速参考值如下： 档位风速（m/s） W1 4.0 W2 6.8 W3 9.0 5.塔架安装底盘详见附图。 6.塔脚与安装底盘连接螺栓：重量2g/套。 四、材料及制作工具 1.木材 （1）尺寸：长度1000mm，截面有50mm×1mm、2mm×2mm、2mm×6mm、6mm×6mm； （2）性能参考值：顺纹弹性模量1.0×104MPa，顺纹抗拉强度30MPa。2.胶水：502。

大连交通大学第三届结构设计大赛理论设计方案

桥梁结构设计理论方案 作品名称途锐 参赛学校大连交通大学 参赛队员周权峰袁彬、魏剑锋 赵桐玉、杨馨胜专业名称土木工程 指导教师张涛 大连交通大学结构设计竞赛组委会 二○一一年

作品简介 考虑到本次竞赛题目要求为两跨双车道桥梁，在移动荷载以及均布静荷载作用下的加载，根据所学专业理论知识，认识到主要应该解决的是桥梁跨中的抗弯问题以及细节的抗扭问题、主梁的局部稳定性和支座处的抗剪能力。 从全国各高校的比赛情况来看，大多数模型均采用空腹式梁—桁架组合结构。这种桥型不仅制作简单、计算方便、理论与实际吻合情况较好，而且可以通过变桁高来实现竖向抗弯刚度沿桥长方向的变化，从而最大程度减轻结构自重。 在主梁类型的选择上我们曾考虑两种截面形式——工字形截面和空心圆形截面。在截面面积及杆件厚度相等的情况下（即控制“自重影响”这一变量），容易验证工字形截面比空心圆截面惯性矩大40%以上。此外，前者节点处理较圆形截面简单，故最终可选用工字形截面。 注：作品简介应包括对方案的构思、造型和结构体系及其他有特色方面的说明（可加页）。

结构承重验算1.材料的强度特性 我们查阅了浙江大学土木系对结构设计大赛材料的性能试验数据，如下：

1 5 2 ( 1 )( 2 )0.00 3.12 0.003.12 2.结构整体受力分析 我们对支座实际的约束情况加以分析，得到进行结构力学理论计算的杆件约束体系如下： 考虑到此次大赛规则有变，加载了均布的静荷载。联系所学桥梁知识对主梁的连续及非连续不同情况做了对比，（单位均布力） a. 中间为简支非连续梁在均布荷载下的弯矩图： 1.00 1.001 5 2 ( 1 ) ( 2 )5.00 5.00 M 图

第五届全国大学生结构设计竞赛一等奖作品

第五届全国大学生 结构设计竞赛 计 算 书

目 录 1结构选型 (1) 1.1需求分析 (1) 1.1.1 力学 (1) 1.1.2 美学 (1) 1.2结构选型 (2) 1.2.1 竖向承重体系 (2) 1.2.2 横向抗侧力体系 (2) 1.3方案效果图 (3) 2结构建模及主要计算参数 (4) 2.1分析假定 (4) 2.2材料参数及几何模型 (4) 2.2.1 材料参数 (4) 2.2.2 几何模型 (5) 2.3有限元建模 (7) 2.3.1 单元选择及节点处理 (7) 2.3.2 静、动力参数 (7) 2.3.3 有限元分析模型 (8) 3结构受荷分析 (9) 3.1静力分析 (9) 3.1.1 位移 (9) 3.1.2 内力 (9) 3.2动力时程分析 (10) 3.2.1 质量源及节点束缚 (10) 3.2.2 模态分析 (10) 3.2.3 位移和内力 (11) 3.3结构稳定分析 (15) 4节点构造 (15) 4.1支座节点 (15) 4.2梁柱节点 (16) 5模型加工图及材料表 (16) 5.1模型加工图 (16) 5.2材料表 (17) 6铁块分布详图及水箱注水重量 (18) 6.1铁块分布详图 (18) 6.2水箱注水重量 (18) 附件A 模型及节点实物图 (19) 附件B 模型设计施工图 (20)

1.1需求分析 本次结构设计竞赛赛题为采用竹材和502胶水制作一个多层房屋结构 模型，要求所制作的模型不但要能够承受顶部水箱和各楼层铁块的静力荷载，而且必须能够承受模拟地震动的动力荷载。虽然赛题对结构的具体变形没有多加限制，但是对每级荷载加载时的模型失效制定了判定准则。为了保证不出现模型失效，必须严格控制结构的绝对位移和层间位移。因此，设计出来的结构模型必须是一个在满足竞赛要求的前提下，运用空间结构的构造方法和结构力学、材料力学等相关力学知识所设计出的材料消耗最少、同时结构强度和刚度能够满足竞赛要求的结构模型。 以下结合力学和美学对结构方案进行需求分析。 1.1.1力学 （1）静力荷载 结构承受的主要静力荷载为水箱和铁块所产生的重力方向荷载，针对静力荷载需要设计相应的竖向承重构件，例如梁、楼面和立柱等。 （2）动力荷载 结构承受的主要动力荷载为模拟地震动所产生的水平方向荷载，针对动力荷载需要设计相应的横向抗侧力构件，例如立面支撑杆、立面拉索、立面张力膜、立柱等。而模拟地震动的施加方向是随机抽取的，因此结构应尽可能设计成双向等抗侧刚度的形式。 （3）稳定性 结构模型除了需具有满足静力荷载和动力荷载的强度和刚度外，还必须满足稳定性要求，防止构件失稳而导致结构失效。针对稳定性，需要设计承压构件的长细比。 1.1.2美学 从古到今，土木工程的发展都与美学紧密结合，尤其是结构方面与美的结合。作为结构模型的承重体系，可以是柱、梁，也可以是拉索、拉杆和张力膜。这里我们小组根据对结构美学的理解，结合力学需求分析，最 终给结构方案制定了简洁、对称、充满张力的美学目标。 1

结构设计大赛理论方案设计设计

结构设计理论方案 作品名称： 团队名称： 团队成员:李晓斌胡建华潘富康 专业班级：土木0806班 团队精神：结构有形梦想无限承载希望建筑未来

目录1、作品摘要 2、结构计算书 2.1结构选型 2.2荷载分析 2.3内力计算分析 1.3.1截面性质分析 1.3.2内力分析计算 2.4内力计算数据表 2.4.1杆端内力值 2.4.2位移计算 2.4.3内力图

3、结构方案图 4、承载能力估算 1、作品摘要：本作品结构为框架结构，其优点为建筑平面布置灵活，使用空间大，延性较好。但是，框架结构由于其抗侧刚度较差，水平力作用下侧向变形较大，所以设计中应合理地布置抗侧力构件，减少水平力作用下侧向变形；平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小（不应在同一层同时改变构件的截面尺寸和材料强度），避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。我们组的结构为六层的矩形框架结构，由四个直径从下向上逐渐增大的渐变形圆柱支撑整体，柱在节点处保持连续、刚接；横杆、斜杆与柱铰接。从而在一定程度上满足了设计要求。 2、计算书： 2.1结构选型：我们组的结构为六层的矩形框架结构，有四个渐变形圆柱支撑整体，层高133mm，建筑总高985mm。结构受力体系为两榀平面桁架，因此可以选平面结构进行内力计算。为简化计算，认为基础底部为刚接；柱在节点处保持连续、刚接；横杆、斜杆与柱铰

接。 2.2荷载分析：已知荷载：模型顶部为15Kg（150N）的竖向荷载，侧向最大加5Kg（50N）的冲击荷载。 对于冲击荷载的计算，重物G从10cm处自由落体，可知其最大速度为V1=√2gh，再由动量定理可得，Ft=mv，F=m√2gh/t ，考虑冲击时间为0.25s，可得F=28.3N，所以得出冲击荷载为F1=28.3+50=78.3N。考虑冲击时绳子完全回弹则V2=―V1=―√2gh，所以的F2=―2m√2gh/t=―56.6，得出冲击荷载为56.5+50=106.6。综上所述，真实情况在两者之间，考虑安全因素取106.6N。荷载分项系数和组合系数均取1.0。 2.3内力分析计算： 2.3.1截面性质分析：虽然柱子为渐变形柱子，但考虑安全因数，所以按最小的截面进行验算。查资料知，白卡纸的弹性模量E=1459MPa，所以得柱的抗拉（压）刚度为EA1=165009N，抗弯刚度EI=1353074N拉（压）杆的抗拉刚度为EA2=73337N，EI=249347N 2.3.2内力分析计算：采用清华大学开发的结构力学求解器进行计算： 其命令如下： 结点,1,0,0 结点,2,0,133 结点,3,0,266

大学生结构设计竞赛一

大连理工大学第十二届结构设计说明书作品名称龙门吊

目录 一、概念设计 (2) （一）方案构思 (2) （二）结构选型方案比较 (2) 1.设计方案1 (2) 2. 设计方案2 (4) 3. 设计方案3 (5) （三）最终方案详述 (6) 1.整体结构设计 ....................... . (6) 2.详细设计 (7) 3.设计图纸 (8) 二、计算设计 .............................................................................................. (10) （一）静力分析 ..................................................................................... ..10 （二）基本假设 ..................................................................................... ..13 （三）荷载分析 (13) （四）位移分析 (13) （五）承载能力的优化与极大值估算 (15) 三、构造设计 (16) 四．小结 (18)

一、概念设计 （一）方案构思 本次设计竞赛主要有三个方面的技术要求: ①模型制作材料 模型制作材料为组委会统一提供的230克巴西白卡纸、铅发丝线（鞋底线）和白胶。不得使用组委会指定以外的其它任何材料，否则将直接取消其参赛资格，并在赛会中通报。 ②模型轮廓尺寸限定 模型正立面投影限制在如图1所示阴影范围内；侧立面投影限制在图2所示阴影范围内。提交模型时，参赛学生应使用赛会的固定装置、模型验收模具进行试安装，以确认模型符合尺寸要求，并取得参赛资格。 此外，为保证能够在模型上表面施加移动荷载，模型的上表面应具备足够的硬度及平整度。 ③模型柱脚锚固构造 为保证模型能可靠地锚固于加载试验装置台面，制作模型时，严格按照赛会规定限位器的尺寸制作模型柱脚。 （二）结构选型方案比较 框架结构是指由梁和柱以刚接结或者铰结相连接构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的荷载。本次结构设计大赛为正是以框架结构的设计为背景，承受较大竖向荷载，基于这些原则，我们做

第二届结构设计大赛方案

第二届结构设计大赛方案 作者：qq 发表日期： 2010-4-1 14:56:58 阅读次数： 755 承办单位：土木与安全工程学院 一．大赛简介 结构设计大赛是一项极富创造性、挑战性的科技竞赛。它旨在通过对所学知识的综合运用和团队精神，提高同学的动手能力与思维能力，突出创新精神，加强同学之间的合作与交流，培养团队精神，丰富同学的课余生活。通过结构设计竞赛可以很好地将课堂理论与实际工程紧密结合起来，培养学生的设计与计算能力。为了多方面培养学生的创新意识、合作精神，提高学生的创新设计能力、动手实践能力与综合素质，丰富校园学术气氛，加强专业建设。 二、机构安排 主任：关天民 副主任：张继和、王艳、赵文春、石爱民、葛宰林、江阿兰、李洪林 委员：巨建民、郭吉坦、赵晶、张业民、马莉英、白海峰、薛齐文、董四辉、李钰、潘科、赵丽华、吴会军、朱绩超、靳长青、李彧、于润群、皮正宏 命题委员会委员：江阿兰、吴会军、朱绩超 专家委员会委员：曲哲、王生武、江阿兰、李洪林、王洪德、巨建民、郭吉坦、赵晶、白海峰、张业民、马莉英、薛齐文、 董四辉、李钰、吴会军 三、竞赛题目 承重结构的模型设计、制作和跨中静荷载作用的加载试验。 四、竞赛内容 理论方案设计、结构模型制作、作品介绍与答辩、模型加载实验。

五、时间及地点安排 1.报名阶段 2010年4月1日——2010年4月15日 参赛同学填写报名表（报名表可在大连交通大学第二届结构设计大赛网站上下载），表上必须填写上参赛全部同学姓名和指导教师相关信息，报名截止后不可更改。填写报名表后需到所在学院签字盖章。报名表后有作品简介、结构承重验算和作品简图，一并填写好送交试验馆614土木与安全工程学院团委，作为初赛评审材料。 2.初赛 2010年4月16日——2010年4月20日 根据参赛选手提供的设计方案（作品简介、结构承重验算和作品简图）进行初赛，2010年4月20日在大连交通大学第二届结构设计大赛网站上公布初赛结果。 3.模型制作 2010年4月21日——2010年5月5日 2010年4月21日大赛筹备组统一发放比赛所需的制作材料，具体地点见大连交通大学第二届结构设计大赛网站通知。 4.上交作品 2010年5月6日——2010年5月7日 提交参赛模型，组委会统一对模型进行封存（具体地点见大连交通大学第二届结构设计大赛网站通知），迟到或缺席视为自动弃权。 5.决赛 2010年5月8/9日 地点见大连交通大学第二届结构设计大赛网站通知。 六、竞赛要求 1.参赛队员要求 （1）参赛者为大连交通大学在校本科生。每个参赛队由3至5名学生组成，允许参赛学生跨专业组队。每位参赛者只允许参加一个参赛队，各参赛队应独立设计、制作。 （2）每个参赛队只能提交一份作品，并给作品命名。

第五届全国大学生结构设计竞赛二等奖作品

第五届全国大学生结构设计竞赛带屋顶水箱的竹质多层房屋结构 计算书

1．赛题综述 竞赛模型为多层房屋结构模型，采用竹质材料制作，具体结构形式不限。模型包括小振动台系统、上部多层结构模型和屋顶水箱三个部分，模型的各层楼面系统承受的荷载由附加铁块模拟，小振动台系统和屋顶水箱由承办方提供，水箱通过热熔胶固定于屋顶，多层结构模型由参赛选手制作，并通过螺栓和竹质底板固定于振动台上。 几何尺寸要求： (1)底板：多层结构模型用胶水固定于模型底板上，底板为33cm ×33cm×8mm的竹板，底板用螺栓固定于振动台上。 (2)模型大小：模型总高度应为100cm，允许误差为±5mm。总高度为模型底板顶面至屋顶(模型顶面)上表面的垂直距离，但不包括屋顶水箱的高度。模型底面尺寸不得超过22cm×22cm的正方形平面。 (3)楼层数：模型必须至少具有4个楼层，底板视为模型第一层楼板。 (4)楼层净高：每个楼层净高应不小于22cm。 (5)使用功能要求：。在模型内部，楼层之间不能设置任何横向及空间斜向构件。模型底层所有方向的外立面底部正中允许各设置一个12cm×12cm(高×宽)的门洞。 (6)楼层有效承载面积：模型的总有效承载面积应在600cm2至720cm2的范围之内，且每个楼层的有效承载面积不得小于25 cm2。模型顶面为平面，应满足安全放置水箱的要求。 1

2．设计说明 作品构思： 根据赛题的具体要求，选择框架结构为模型的支撑体系结构。框架结构是一种常见的结构形式，特别是在我国经历过5.12汶川特大地震灾害后，框架结构的抗震性能进一步吸引了专家学者的目光。目前大多数房屋结构多采用框架结构，特别是处于地震带附近的房屋结构。框架结构优良的抗震机制要通过强柱弱梁来保证，但是由于框架结构楼面作用大，框架结构的强柱弱梁机制很难做到，故在今后应特别注意保证实现强柱弱梁的设计计算与施工控制，避免强梁弱柱的不利震害[1]。本次模型制作材料与混凝土有较大的区别，竹材的延性较好，抗拉性能较强，制作工艺也与混凝土框架结构有很大的不同，所以，在制作过程中大方向要根据现有的一些设计要求，但是视具体的情况，要做出局部的调整。 3．材料性能分析 模型制作采用竹材，力学性能参考值：弹性模量1.0×104MPa, 抗拉强度为60MPa。 表1：竹材规格表 胶水：采用502快速粘接胶，用于构件之间的粘接，要考虑502 2

结构设计理论方案

结构设计理论方案 作品名称通海大桥 参赛院系土木与交通学院 参赛队员 专业名称地下建筑机电机械自动化 指导教师 辽宁工程技术大学第三届大学生结构设计竞赛 二0一0年

目录 摘要 (2) 1 设计说明书 (3) 1.1 概述 (3) 1.2 方案简介 (3) 1.3结构模型及方案特点 (4) 2结构方案图 (5) 2.1结构效果图 (5) 2.2结构俯视图 (5) 3设计计算书 (6) 参考文献 (8)

摘要 本文根据辽宁工程技术大学大学生结构设计大赛规程和使用材料的特点要求，结合现代桥梁结构的特点，借鉴细杆桥结构设计概念构思了本结构模型。 在造型上，空间上主要采用三棱柱、圆柱、三角形、拱形等几何元素，使用细线、胶水固定各个构件，注重结构的整体性。 在结构设计方面，充分根据纸张的力学性能，主要受力构件采用格构式组合构件，利用圆柱杆支撑增加结构空间作用，使用细线承担部分桥面拉力，提高整体结构的抗压能力。 关键词：结构模型、设计大赛、模型制作

1 设计说明书 1.1 概述 对于结构模型，稳定性起着控制作用，包括整体稳定性和局部稳定性，选择合理有效的结构受力体系对结构模型设计有着重要意义。 模型设计中，主要应考虑充分利用白卡纸受力性能特点。就本次竞赛而言，关键在于充分利用白卡纸坚挺厚实的性能，受压则需要组合成柱的特点，选择优化的结构模型，使结构模型能够接近竞赛规定的最大加载荷载，同时尽可能降低结构的自身重量。 本结构模型根据以上思想，进行结构的构思与设计。 1.2 方案简介 本结构整体外型从正面看有两个相等三角形构成，从侧面看就是一个“口”字，桥面略略上拱，能够有效地抵抗桥面施加的压力。其造型融入三角形和圆柱等美学元素，整体造型简单、受力形式较好，符合本次竞赛的设计理念。 结构根据竞赛规程的要求，确定合理跨度和高度以后，以八根圆柱斜杆为主要受力构件向下传力。根据面内部位的抗弯刚度要求，，通过计算得出合理拉线的位置，合理布置拉线的空间角度；并通过ANSYS软件模拟多种荷载情况下的破坏情况，找出结构构件的薄弱环节进行局部加强，使得结构的破坏向强度破坏靠近，从而使本结构模型具有足够的承载能力和优秀的抗侧能力。

历届结构设计竞赛优秀作品选登(高

历届结构设计竞赛优秀作品选登（高层结构设计） 缆约 洪磊、谭松林、戚雯 1、设计说明书 1.1方案构思 李白在《宣州谢朓楼饯别校书叔云》中有过“俱怀逸兴壮思飞，欲上青天揽明月”的豪情气概，满怀豪情逸兴，飞跃的神思像要腾空而上高高的青天，去摘取那皎洁的明月。我们也希望，现在的科技能够让太白先生离摘月更近一点。揽缆，月约，这给了我们无尽的启示，由此得来“缆约<揽月>”之创作，极力体现缆的作用和极致简约的模型风格。 高层建筑结构要抵抗竖向和水平荷载，在地震区还要抵抗地震作用。在较低的建筑结构中，往往竖向荷载控制着结构设计；随着建筑高度的增大，水平荷载效应逐渐增大；在高层建筑结构中，水平荷载和地震作用起着决定性作用。荷载效应最大值（轴力Ν、弯矩Μ和位移△）可由图1-1所示简图得到： 式中Ｗ－建筑每米高度上的竖向荷载；q－水平均布荷载；H－建筑高度；El－建筑总体抗弯刚度（E为弹性模量，l为惯性距）。 图1-1.荷载内力和位移图1-2.结构内力、位移与高度的关系如图2，随着建筑物高度的增大，位移增加增快。因此，在高层建筑结构设计时，不仅要求结构具有足够的强度，而且还要求有足够的刚度和良好的抗震性能。 1.2结构选型 1.2.1整体选型

综合以上高层建筑特点，并结合国内外大量高层建筑实例参考并改进后最终确定了三菱椎的整体结构样式如图1-5，立面如图1-6，侧面如图1-7，底面如图1-8。 1.2.2平面形式 高层建筑平面形式要求： 外形简单、受力较好、边长较短、规则、对称、材料用量较少、减小偏心； 常见形式有如下图： 兼顾材料性能、用量方面的要求，以及高宽比(H/B <5)的限制选择三角形底面中间加Y 型横撑加固，如图1-9。 1.3材料及杆件试验 1.3.1材料力学特性 表1-1 .230克白卡纸弹性模量 图 1-5 图 1-6 图 1-7 图 1-8 图1-9

结构设计大赛(桥梁)计算书

桥梁结构设计理论方案作品名称蔚然水岸 参赛学院建筑工程学院 参赛队员吕远、李丽平、李怡潇、赵培龙 专业名称土木工程 一、方案构思 1、设计思路 对于这次的设计,我们分别考虑了斜拉桥、拱桥、梁式桥与桁架桥的设计方案。斜拉桥可以瞧作就是小跨径的公路桥,且对刚度有较高的要求,所以斜拉桥对材料的要求比较高,对于用桐木强度比不上其她样式的桥来得结实;拱桥最大主应力沿拱桥曲面而作用,而沿拱桥垂直方向最小主应力为零,可以很好的控制桥梁竖直方向的位移,但锁提供的支座条件较弱,且不提供水平力,显然也不就是一个好的选择;梁式桥有较好的承载弯矩的能力,也可以较好的控制使用中的变形,但桥梁的稳定性就是个很大的问题,控制不了桥梁的扭转变形,因此,我们也放弃了制作梁式桥的想法;而桁架桥具有比较好的刚度,腹杆即可承拉亦可承压,同时也可以较好的控制位移用料较省,所以,相比之下我们最后选择了桁架桥。 2、制作处理

(1)、截杆 裁杆就是模型制作的第一步。经过试验我们发现,截杆时应该根据不同的杆件,采用不同的截断方法。对于质地较硬的杆应该用工具刀不断切磋,如同锯开;而对于较软的杆应该直接用刀刃用力按下,不宜用刀口前后切磋,易造成截面破损。 (2)、端部加工 端部加工就是连接的就是关键所在。为了能很好地使杆件彼此连接,我们根据不同的连接形式,对连接处进行处理,例如,切出一个斜口,增大连接的接触面积;刻出一个小槽,类似榫卯连接等。 (3)拼接 拼接就是本模型制作的最大难点。由于就是杆件截面较小,接触面积不够,乳胶干燥较慢等原因,连接就是较为困难的。我们采取了很多措施加以控制,如用铁夹子对连接处加强压、用蜡线进行绑扎固定等。对于拱圈的制作,则预先将杆件置于水中浸泡并加上预应力使其不断弯曲,并按照先前划定的拱形不断调整,直至达到理想形状。 在拱脚处处理时,先粘结一个小的木块,让后用铁夹子施加很大的压力,保证连接能足够牢固。 乳胶粘接时要不断用电吹风间断性地吹风,使其尽快形成粘接力,达到强度的70%(基本固定)后即可让其自行风干。 (4)风干 模型制作完成后,再次用吹风机间断性地吹粘接处,基本稳定后,让其自然风干。 (5)修饰