結構設計大賽設計說明書

1、設計說明書1、方案構思22、結構選型23、材料性能24、特色處理45、結構分析圖4蘭州理工大學第五屆大學生結構設計競賽1、方案構思仔細閱讀完競賽賽題，我們從模型設計的要求、模型制作材料的性能、加載形式和制作方便程度等方面出發(fā)，進行構思設計。確定設計豎向荷載80kg,考慮到壓桿長細比限制、拉桿的抗撕裂能力、竹皮紙的受拉性能、制作模具等因素，豎向荷載較容易滿足，但對于水平?jīng)_擊荷載和扭轉變形，桿件需要較大的剛度，要有很好的抗折、抗扭效果。1本結構主要構思是想利用兩根直柱和四根斜柱的軸力來直接抵抗荷載的作用。2設計的總原則是：盡可能的利用直桿來提高結構的承載力，并利用木材的抗拉性能，及抗壓性能來抵抗荷

2、載的作用。2、結構選型按設計要求，在加載參賽人員的情況下主要考慮豎向荷載，由于人員會產(chǎn)生抖動，還必須考慮水平動荷載的作用；因此，我們選擇了正面為梯形側面為的剛架結構，并且在所有節(jié)點處采用剛性連接，使結構具有較好的整體性，以便承受較大的豎向荷載和水平?jīng)_擊荷載作用。同時考慮到在初賽中結構的不穩(wěn)定性，對此我們將在沖擊面的兩根主柱兩側加呈三角形的加筋肋支撐，一方面可以加強結構兩側的穩(wěn)定性，一方面可以抵抗一部分水平?jīng)_擊荷載帶來的影響。再者對于初賽中出現(xiàn)最多的問題，加載時，受拉桿件撓度過大，且節(jié)點破壞較嚴重，我們在新的結構里加強了桿件的強度和節(jié)點的剛性處理。3、材料性能竹皮紙作為模型材料，其力學性能特點是

3、受拉性能良好，抗撕裂能力較差，抗壓穩(wěn)定性差。將紙裁剪成矩形弁用502膠水粘結后，可承受一定的壓力，但受長細比的限制，多為壓桿失穩(wěn)狀態(tài)的受力破壞，可承受一定彎矩。502膠水的粘接性能：通過對用膠水對接的桿件進行拉伸，可知：502膠水強度較高，凝結時間為4h的試件在接觸面被劃開破壞，而8h和12h試件都為接觸面處木條表層脫落破壞，因此可確定此膠水強度很高弁且在一定力值范圍內(nèi)變形小足以用于粘結料。竹材材料規(guī)格及數(shù)量竹材規(guī)格，竹科名稱數(shù)量1250X430X0.50mm本色側壓雙層復壓竹皮4張1250X430X0.35mm本色側壓雙層復壓竹皮4張1250X430X0.20mm本色側壓單層復壓竹皮4張竹材力學性能參考值：彈性模量1.0Xl04MPa抗拉強度60MPa1502膠水，用于模型結構構件之間的連接。2制作工具：美工刀，鋼尺，三角板，砂紙，錘刀。分析結果:第3頁共5頁蘭1將裁好的竹紙粘成長15mm寬10mm高270mm勺支撐柱。2將裁好的竹紙制作成長15mm寬10mm高300mm勺斜撐柱。3將裁好的竹紙按要求制作成相應的梁。（4）將各個制作好的桿件粘接，組成幾何不變體系。4、特色處理（ 1） 采用不同截面的桿件，充分發(fā)揮材料的力學性能。（ 2） 主要受力直柱粘接了三層，斜柱粘接了兩層，不承受壓力的拉桿粘接了一層，以減少結構的自重。（ 3） 利用套筒原理，各柱的中間部分容易