結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽計算書

...wd......wd......wd...西南交通大學(xué)第四屆研究生構(gòu)造設(shè)計競賽設(shè)計理論方案作品名稱參賽編號A2-2組長姓名劉寧國班級13級橋梁3班學(xué)號13011085隊員姓名蘭華華班級13級橋梁2班學(xué)號13011192隊員姓名方亮班級13級橋梁3班學(xué)號13011088聯(lián)錄1設(shè)計說明書11.1方案構(gòu)思11.2構(gòu)造選型11.2.1主梁11.2.2橋墩11.3特色處理22方案圖32.1構(gòu)造總體布置圖32.2主要構(gòu)件詳細圖42.3方案效果圖63模型計算書73.1有限元建模73.2荷載分析83.3靜風(fēng)位移83.3.1風(fēng)速5m/s83.3.2風(fēng)速7.5m/s93.3.3風(fēng)速9.5m/s93.4基底彎矩103.4.1風(fēng)速5m/s103.4.2風(fēng)速7.5m/s103.4.3風(fēng)速9.5m/s113.5動力特性11參考文獻131設(shè)計說明書1.1方案構(gòu)思以某高墩大跨橋梁T型鋼構(gòu)最大雙懸臂施工狀態(tài)為工程背景，完成模型構(gòu)造的設(shè)計與制作，通過模型風(fēng)洞試驗來檢驗構(gòu)造在施工階段抗風(fēng)設(shè)計的合理性。設(shè)計應(yīng)遵循安全、經(jīng)濟和美觀的原則。通過此次競賽，加強對構(gòu)造風(fēng)荷載、風(fēng)致振動現(xiàn)象，以及抗風(fēng)性能設(shè)計的認識。1.2構(gòu)造造型我們經(jīng)過屢次比照與討論，最終決定采用三角桁架式構(gòu)造。其特點是構(gòu)造簡單，受力性能明確，便于設(shè)計計算以及模型安裝。通過有限元模型計算，對受力較大的截面進展加固，最終模型具有較好的剛性和穩(wěn)定性，在風(fēng)荷載的作用下能夠表現(xiàn)出較好的抗彎性能。1.3構(gòu)造體系構(gòu)造主要由橋墩、主梁、底板和擋風(fēng)板構(gòu)成，本次構(gòu)造設(shè)計大賽中，迎風(fēng)面的總體尺寸已經(jīng)確定，因此只需要確定橫向尺寸即可確定主體構(gòu)造的外形。本次構(gòu)造橫向尺寸取為14cm。主梁橫截面和橋墩橫截面形式均為矩形，主要是由于矩形截面受力方式明確，便于計算，可根據(jù)計算結(jié)果對局部桿件進展加強，并且模型安裝快速，縮短了制作時間。1.4特色處理本組設(shè)計模型的最大特點有如下：1墩與主梁的截面采取2條桐木條粘接的形式，增大了截面面積與單根桿的抗彎慣性矩。2主梁與橋墩接觸處，將柱墩挖出一個桿件大小的缺口，使主梁從中通過，成型后在節(jié)點外側(cè)再粘貼節(jié)點板進展固定，加強了主梁與墩的連接。2方案圖2.1構(gòu)造總體布置圖圖2-1模型立面圖2-2主梁立面圖2-3橋墩立面圖2-3橋墩側(cè)面2.2主要構(gòu)件詳細圖圖2-4墩梁連接處節(jié)點構(gòu)造圖2-5主梁端部節(jié)點圖2-6梁底節(jié)點構(gòu)造圖2-7墩底與底板接觸面構(gòu)造圖2-8擋風(fēng)板節(jié)點構(gòu)造圖2-9擋風(fēng)板與主梁整體構(gòu)造2.3方案效果圖圖2-10方案效果圖3模型計算書構(gòu)造模型采用有限元軟件Midas進展計算。3.1有限元建模計算模型共179個節(jié)點，368個單元。其中主構(gòu)造單元類型為梁單元，增風(fēng)板采用板單元，由于將AB膠連接的木條視為剛接，因此計算結(jié)果與實際情況有一定得誤差。圖3-1模型總體圖3.2荷載分析具體計算過程中以節(jié)點集中力模擬掛重；T構(gòu)迎風(fēng)面受到的風(fēng)荷載等效分布于迎風(fēng)面的梁單元上，簡化為連續(xù)梁單元荷載；擋風(fēng)板承受的風(fēng)荷載壓力面荷載的形式作用在擋風(fēng)板上。3.3靜風(fēng)位移3.3.1風(fēng)速5m/s圖3-2主梁橫向位移〔mm〕3.3.2風(fēng)速7.5m/s圖3-3主梁橫向位移〔mm〕3.3.3風(fēng)速9.5m/s圖3-4主梁橫向位移〔mm〕3.4基底彎矩3.4.1風(fēng)速5m/s圖3-5構(gòu)造基底反力〔N.mm〕3.4.2風(fēng)速7.5m/s圖3-9構(gòu)造基底反力〔N.mm〕3.4.3風(fēng)速9.5m/s圖3-10構(gòu)造基底反力〔N.mm〕3.5動力特性構(gòu)造的動力特性如以下列圖：圖3-111階振型圖圖3-122階振型圖圖3-133階振型圖圖3-144階振型圖圖3-155階振型圖表3-1構(gòu)造前5階自振模態(tài)模態(tài)號頻率周期容許誤差(rad/sec)(cycle/sec)(sec)137.7253116.004170 0.166551 0.0000e+000 239.9942936.365289 0.157102 0.0000e+000 387.41755413.912