結(jié)構(gòu)模型大賽方案書模版

1、本方案僅供參考，如有雷同，當(dāng)棄權(quán)處理東石油化工鬆2022年建筑工程學(xué)院第二屆大學(xué)生結(jié)構(gòu)模型大賽模型名稱：駐天樓參賽隊伍：建工嘉年華小組成員：姚燦輝、肖嘉華、鄭鎮(zhèn)宜、劉戊烽、鄭浩茵日 期:2022、 03、 30目錄一、摘要、隊員簡介1一摘要1二隊員簡介1三組員優(yōu)勢及局部分工 2二、方案構(gòu)思2三、結(jié)構(gòu)選型3四、模型方案圖31、所卷紙張樣圖32、柱、梁、斜杠所需尺寸 43、模型簡化，線性上的視圖 54、實體模型視圖 65、節(jié)點詳圖76、試驗?zāi)Ｐ蜆訄D7五、模型計算簡圖8六、改進(jìn)措施 91. 新材料：半圓柱型短柱 92橫梁與立柱連接點加固 103斜桿加大截面10七、加載制度10八、預(yù)算10、摘要、隊員

2、簡介一摘要在建筑工程學(xué)院土木系教研組老師的帶著下， 建筑工程學(xué)院分團委舉辦了第 二屆大學(xué)生結(jié)構(gòu)模型大賽，在這樣一個具有專業(yè)性的模型比賽中， 對于我們土木 學(xué)生來說，這是一種鍛煉，更是一種理論向?qū)嵺`開展的橋梁， 讓我們把所學(xué)的知 識運用到實際當(dāng)中。我們的團隊，是跨學(xué)院組成的精英隊伍，團隊一共有五人，根據(jù)各自的專業(yè) 特點和能力優(yōu)勢，各有分工，運用各自的所學(xué)知識與綜合能力探討出與眾不同的 卷紙方法，使得我們的團隊更加強大。我們團隊采取的卷紙方法為半機械法。 利用工具，通過手工結(jié)合，讓紙卷的 更密更實。前半局部，通過手工卷紙，后半局部，通過木板擠壓，重量壓縮，使 紙張壓縮的更理想。通過初步測試，卷出的

3、梁柱，使用剪刀、刀子較難剪短，需 用鋸子才能進(jìn)行鋸斷處理，這也是我們團隊的優(yōu)勢之一，同時還是一種機電專業(yè) 知識與土木施工技巧的一點小融合。前期，我們按照組委會下發(fā)的比賽要求做出了規(guī)定的模型， 并進(jìn)行加壓試驗， 最終竟然超過100kg的加壓荷載。壓壞后，我們對模型進(jìn)行了綜合分析，也請了 很多個專業(yè)老師對我們進(jìn)行指導(dǎo)，經(jīng)討論后，對模型做出了進(jìn)一步的改造，為的 是尋求一種更好的承載方案，期望能在最終的比賽中制作出承壓超過 150kg的新 模型。也希望能憑借我們已擁有的團隊優(yōu)勢跟前期付出的努力，能在這屆模型比賽中拿到理想的成績。二隊員簡介隊長：姚燦輝建工學(xué)院土木 10-1愛好特長：羽毛球，籃球，交際隊

4、員：肖嘉華建工學(xué)院土木 09-1愛好特長：唱歌、籃球，領(lǐng)導(dǎo)能力隊員：鄭浩茵化學(xué)學(xué)院食品10-1愛好特長：手工制作、美食、寵物隊員：鄭鎮(zhèn)宜建工學(xué)院土木 10-2愛好特長：羽毛球、電影、網(wǎng)絡(luò)隊員：劉戊烽機電學(xué)院機電10-2愛好特長：游泳、籃球、電影三組員優(yōu)勢及局部分工姚燦輝，現(xiàn)參加“挑戰(zhàn)杯進(jìn)入省級比賽，文字組織能力強，負(fù)責(zé)整個方案 的撰寫、編排。劉戊烽，曾參加紙橋設(shè)計大賽，所設(shè)計紙橋是當(dāng)時比賽中承重最大的， 擁有 與眾不同的卷紙方法，總負(fù)責(zé)卷紙方案。鄭鎮(zhèn)宜，對數(shù)字敏感，測量精確，動手能力強，負(fù)責(zé)裁紙，柱孔測量。肖嘉華，大三土木學(xué)生，有著豐富的理論知識，負(fù)責(zé)紙樓數(shù)據(jù)整改，通過軟 件計算得出模型的各桿

5、件內(nèi)力。鄭浩茵，食品專業(yè)學(xué)生，心思細(xì)膩，負(fù)責(zé)紙張黏合，柱孔的鉆取，紙樓美觀。二、方案構(gòu)思常見的建筑結(jié)構(gòu)有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框-剪結(jié)構(gòu)、桁架結(jié)構(gòu)等等，而 這些結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生與建立，只有一個目的，那就是讓建筑能有更好的平安性能。 假 設(shè)脫離了這個性能，一切的結(jié)構(gòu)都是虛談，因為優(yōu)越的結(jié)構(gòu)就是為了更加的平安。所以我們的方案的產(chǎn)生，第一步就是考慮到平安。在平安中開展、改造，而 不是追求奇異的造型，美麗的外表，軟趴趴的平安性能。三角形是最穩(wěn)定的；四邊形是可以繞點轉(zhuǎn)動，使變形；五邊形受力桿與力有 個夾角，使受力不均對于紙桿來說，只有在桿的方向與荷載同一個方向， 這 樣的紙桿才是最不容易局部受力彎曲。所以我們

6、選擇以柱作為主力桿，用三角形 進(jìn)行固定。這樣，在有承受最大荷載的情況下，讓模型穩(wěn)定，從而到達(dá)更好的安 全性能。考慮到重量問題以及更大的承重，可把一局部桿件做成空心，在減小重量與 材料的同時，讓桿件的作用不受影響；考慮到桿件的高細(xì)比問題，為預(yù)防桿件失 穩(wěn)破壞，我們把樓層一分為二，做成二層的紙樓，防止由于紙樓重心不穩(wěn)而傾斜 倒塌；考慮到一點多結(jié)的問題，我們需采用兩種或兩種以上不同的結(jié)點方式， 防止一點破壞，以至于所有結(jié)點都破壞，最終倒塌。三、結(jié)構(gòu)選型從穩(wěn)定性上考慮，三角形是最穩(wěn)定，也是方案最先考慮的一種結(jié)構(gòu)。 柱與梁 構(gòu)成三角形的兩直角邊，那么三角形斜邊也就成了連接兩柱的斜桿， 在固定了梁 柱的同

7、時，也固定了柱柱間的移動問題，所以斜桿是這次模型結(jié)構(gòu)的重點與亮點， 雖說作用不是最主要的，但卻是必不可少的。利用三角斜桿的穩(wěn)定性，模型上部進(jìn)行荷載加壓，下部可通過斜桿進(jìn)行力的 傳遞，讓力均勻傳遞到四大柱上，再傳遞到地下，到達(dá)受力均勻，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定?？紤]到本次大賽使用的加壓方式為： 頂層豎向加壓，所以模型結(jié)構(gòu)采用框架 結(jié)構(gòu)為主，斜桿支撐為輔?？蚣芙Y(jié)構(gòu)中的立柱主要承受豎向荷載，橫桿那么起到拉 結(jié)豎桿的穩(wěn)定模型的作用，而斜桿支撐結(jié)構(gòu)那么有兩個目的：1、對上方的加壓荷載進(jìn)行力的傳遞，讓四柱下部受力均勻，防止一柱受力 過大，發(fā)生傾斜倒塌。2、拉結(jié)柱一梁、柱一柱之間的連接，起穩(wěn)定作用。使其擁有足夠的側(cè)向剛 度

8、，控制柱子側(cè)向位移的開展，防止柱子與梁脫離，使模型塌落。結(jié)構(gòu)分為兩層，柱梁之間結(jié)點連接采用鉆孔模式連接。有些同學(xué)在不破壞柱 子性能的情況下，使柱梁結(jié)成一體。斜桿連結(jié)于梁，在起到穩(wěn)定作用的同時，起 到支撐梁的作用，幫柱子承受局部力，從而起到更好的承重作用。另外，通過前期試驗，我們采納了一些老師的建議，將在兩根對角線的立柱 上增加拉結(jié)桿，為了減少對立柱的破壞，此拉結(jié)桿我們選取了以紙帶的形式， 這 局部由于是后來加以補充的，因此，下面的模型方案與圖樣中沒有對其進(jìn)行展示。四、模型方案圖1、所卷紙張樣圖2、柱、梁、斜杠所需尺寸同一柱子撲梁沖 III髀 i iII昱柱A面豎柱B面注： 橫梁設(shè)計尺寸為250

9、m m,但為方便施工，預(yù)留多至少 40mm,用 以進(jìn)行削尖插孔等； 斜桿：從整體的受力分析對其進(jìn)行了特別設(shè)計， 為使斜桿起到分 擔(dān)受力的作用，并減少對立柱的破壞，將斜桿連接處設(shè)計在橫桿上， 連接口采用缺口緊縮的方式，先浸膠后夾緊，使連接更為牢固，傳力 效果更好； 柱子所需鉆孔為前3左3,考慮兩孔的相互影響，前面 3個孔采 取平等，左側(cè)的孔那么采取較前孔下沉20mm的方法，這里主要考驗的 是我們鉆孔施工過程的手工技巧， 經(jīng)過試驗，只要施工符合我們的設(shè) 計標(biāo)準(zhǔn)，孔洞的連結(jié)精確，孔洞的存在不僅沒有破壞立桿的各方面性 能，還能很好的將上部的壓力通過橫桿向斜桿、下方豎桿傳遞。3、模型簡化，線性上的視圖：

10、正視圖、側(cè)視圖、俯視圖，1-1剖視圖4、實體模型視圖：主視圖，左視圖，俯視圖主視圖左視圖俯視圖5、節(jié)點詳圖上下結(jié)點詳圖中間結(jié)點詳圖6、試驗?zāi)Ｐ蜆訄D五、模型計算簡圖 根據(jù)試驗?zāi)Ｐ椭谱鞯囊磺袑嶒?，都是在理想狀態(tài)下，才可以進(jìn)行各種分析，假設(shè)，做出的柱、梁、 斜桿三種桿件做工、大小完全相同，性質(zhì)也相同，有：1、每根柱所承受的作用力為承重的1/4。2、四棱柱四面做法相同，受力大小完全也相同，我們?nèi)∑湟幻孢M(jìn)行內(nèi)力分 析。獲得結(jié)構(gòu)簡圖、剪力圖、以及正反兩面的彎矩圖。注:圖中數(shù)值正負(fù)號均按結(jié)構(gòu)力學(xué)中所取意義一致。圖中施加豎向力為100kN結(jié)構(gòu)的計算簡圖剪力圖正面的彎矩圖-1Ion-01411( I/ II.D

11、4-2.31反面的彎矩圖六、改進(jìn)措施在經(jīng)過受力分析以及模擬試驗和對已破壞的模型進(jìn)行分析之后，需進(jìn)行加固改進(jìn)的地方有：橫梁與豎桿的連接結(jié)點是最易破壞的 地方，只要豎桿受力稍微不均，橫梁那么極易被拉出；斜桿正中間最易 出現(xiàn)壓曲、折斷破壞。具體改進(jìn)方案有：1. 新材料：半圓柱型短柱：這是根據(jù)加固要求設(shè)計的新材料。采用與立柱相同的制作工序， 制成每段長80mm的空心圓柱，截面尺寸與立柱相同。卷紙完成后置 于膠水中浸泡幾分鐘，待膠水晾干后，為減少自重，用鋸子將其對半切開，分成兩局部使用。主要用在斜桿中間最易折斷處和立柱與橫梁 的結(jié)點外側(cè)，可起到加大橫截面積、減小彎矩、預(yù)防斜桿壓曲和錨固 橫梁等等的作用。2. 橫梁與立柱連接點加固：將橫梁端頭用膠水浸泡后再進(jìn)行削尖插孔， 然后在每端伸出豎桿 孔洞5mm處鋸斷，并在外部增加一個半圓柱型短柱作為螺帽，該處 半圓柱型短柱的中部也采用挖孔方式與橫梁鑲嵌，使橫桿相當(dāng)于與貫穿豎桿的鉚釘，這種做法也直接起到了預(yù)防結(jié)構(gòu)整體變形的作用，而且可以有效的改善接口，防止橫桿被拉出；3. 斜桿加大截面：在斜桿正中的底部加一段半圓柱型短柱， 通過膠水的粘結(jié)，可使 得此處的截面大大增