2016年辽宁省普通高等学校本科大学生结构设计大赛计算书分析.docx

2016年辽宁省大学生结构设计竞赛 计算书 作品名称： 参赛学校： 参赛队伍： 参赛队员： 指导教师： 目录  TOC \o 1-3 \h \z \u  HYPERLINK \l _Toc455331112 目录  PAGEREF _Toc455331112 \h 2  HYPERLINK \l _Toc455331113 1 概念设计  PAGEREF _Toc455331113 \h 2  HYPERLINK \l _Toc455331114 1.1设计思路  PAGEREF _Toc455331114 \h 2  HYPERLINK \l _Toc455331115 1.2结构选型  PAGEREF _Toc455331115 \h 3  HYPERLINK \l _Toc455331116 1.3方案效果图  PAGEREF _Toc455331116 \h 6  HYPERLINK \l _Toc455331117 2 计算设计  PAGEREF _Toc455331117 \h 7  HYPERLINK \l _Toc455331118 2.1 材料力学性质参数  PAGEREF _Toc455331118 \h 7  HYPERLINK \l _Toc455331119 2.2 计算简图  PAGEREF _Toc455331119 \h 7  HYPERLINK \l _Toc455331120 2.3 静力分析  PAGEREF _Toc455331120 \h 8  HYPERLINK \l _Toc455331121 2.4 动力分析  PAGEREF _Toc455331121 \h 8  HYPERLINK \l _Toc455331122 3 构造设计  PAGEREF _Toc455331122 \h 11  HYPERLINK \l _Toc455331123 3.1 梁柱节点  PAGEREF _Toc455331123 \h 11  HYPERLINK \l _Toc455331124 3.2 斜撑节点  PAGEREF _Toc455331124 \h 11  HYPERLINK \l _Toc455331125 3.3 交叉斜撑节点  PAGEREF _Toc455331125 \h 12  HYPERLINK \l _Toc455331126 4 模型加工图及材料表  PAGEREF _Toc455331126 \h 13  HYPERLINK \l _Toc455331127 4.1 模型加工图  PAGEREF _Toc455331127 \h 13  HYPERLINK \l _Toc455331128 5 小结  PAGEREF _Toc455331128 \h 14  HYPERLINK \l _Toc455331129 6参考文献  PAGEREF _Toc455331129 \h 14    PAGE \* MERGEFORMAT13 1 概念设计 1.1设计思路 本次竞赛设计内容为多层结构，根据竞赛所给模型制作要求以及加载条件等内容，我们的模型设计思路如下。 （1）根据模型竖向尺寸以及截面尺寸要求，我们选用四根长为1000mm、截面边长10mm的通长纸筒作为框架柱，每个结构层选用四根长220mm、截面边长8mm的方纸筒作为横梁，该竖向构件加水平构件定义出了我们模型的基本框架形式。 （2）根据加载要求，该模型顶部需要承担10kg的竖向荷载，竖向加载稳定后，要继续进行冲击荷载加载，因此我们采用截面边长8mm的纸筒作为斜撑，来增加框架结构的平面内以及平面外稳定，提高模型的刚度，减小位移。 （3）根据评分标准，我们在保证模型加载成功的基础上，尽可能降低模型质量，柱采用变截面卷法，根据受力特性纸筒分别采用单层和双层卷法。 我们将结构形式选定为梁柱框架体系外加平面内以及平面外斜撑。 1.2结构选型 在确定结构模型设计总体思路后，我们借助有限元分析软件进行模型杆件受力变形定性分析，并结合模型加载试验，逐步完善优化我们的模型，达到位移与质量最优结合。 模型优化过程如图1所示： 图1 模型结构优化过程 第一种模型形式，纯梁柱框架，共五层，梁柱之间无任何斜撑。该结构只竖向加载，将荷载换算作用在平行两根梁上，ABAQUS计算结果如下图2所示。从位移计算结果可以明显看出，该结构在竖向荷载作用下，柱（竖向杆件）发生较大挠曲变形，特别是顶部两层。该种形式