结构设计大赛设计说明书.pdf

目 录 设计说明书 1、 方案构思· ······················································2 2、 结构选型· ······················································2 3、 材料性能· ······················································2 4 、 特色处理· ······················································4 5、 结构分析图……………………………………………………………………… 4 兰 州 理 工 大 学 第 五 届 大 学 生 结 构 设 计 竞 赛 1、方案构思 仔细阅读完竞赛赛题，我们从模型设计的要求、模型制作材料的 性能、加载形式和制作方便程度等方面出发，进行构思设计。 确定设计竖向荷载 80kg ，考虑到压杆长细比限制、 拉杆的抗撕裂能 力、竹皮纸的受拉性能、制作模具等因素，竖向荷载较容易满足，但对 于水平冲击荷载和扭转变形，杆件需要较大的刚度，要有很好的抗折、 抗扭效果。 （1 ）本结构主要构思是想利用两根直柱和四根斜柱的轴力来直接抵 抗荷载的作用。 （2 ）设计的总原则是： 尽可能的利用直杆来提高结构的承载力， 并 利用木材的抗拉性能，及抗压性能来抵抗荷载的作用。 2 、结构选型 按设计要求，在加载参赛人员的情况下主要考虑竖向荷载，由于人 员会产生抖动，还必须考虑水平动荷载的作用；因此，我们选择了正面 为梯形侧面为的刚架结构，并且在所有节点处采用刚性连接，使结构具 有较好的整体性，以便承受较大的竖向荷载和水平冲击荷载作用。 同时考虑到在初赛中结构的不稳定性，对此我们将在冲击面的两根 主柱两侧加呈三角形的加筋肋支撑， 一方面可以加强结构两侧的稳定性， 一方面可以抵抗一部分水平冲击荷载带来的影响。 再者对于初赛中出现最多的问题，加载时，受拉杆件挠度过大，且 节点破坏较严重，我们在新的结构里加强了杆件的强度和节点的刚性处 理。 第 2 页 共 5 页 兰 州 理 工 大 学 第 五 届 大 学 生 结 构 设 计 竞 赛 3 、材料性能 竹皮纸作为模型材料，其力学性能特点是受拉性能良好，抗撕裂能 力较差，抗压稳定性差。将纸裁剪成矩形并用 502 胶水粘结后，可承受 一定的压力，但受长细比的限制，多为压杆失稳状态的受力破坏，可承 受一定弯矩。 502 胶水的粘接性能：通过对用胶水对接的杆件进行拉伸，可知： 502 胶水强度较高，凝结时间为 4h 的试件在接触面被划开破坏，而 8h 和 12h 试件都为接触面处木条表层脱落破坏，因此可确定此胶水强度很 高并且在一定力值范围内变形小足以用于粘结料。 竹材材料规格及数量 竹材规格 竹材名称 数量 1250×430 ×0.50mm 本色侧压双层复压竹 4 张 皮 1250×430 ×0.35mm 本色侧压双层复压竹 4 张 皮 1250×430 ×0.20mm 本色侧压单层复压竹 4 张 皮