建筑力学与结构参赛范文示范.doc
!-浙江工商职业技术学院建筑力学与结构选型课程大作业结构设计方案与力学计算作品名称： 班 级： 组 长： 组 员： 指导老师： 二一一年 十二月!-目录设计说明书1方案构思1结构选型1方案图2整体图2立体图2正面图2俯视图3侧面图3节点详图3计算书5结构参数5杆件力学参数5杆件参数5荷载分析与内力图7荷载分析7内力图7设计说明书现代结构讲究结构与建筑美学相适应，在满足结构功能的同时体现建筑美。这是本作品设计的源泉，制作承受荷载的空间桁架结构模型，具有极强的视觉冲击与震撼，体现了力与美的完美结合。方案构思形象是结构内在品质物化的外在形态，是表现结构内涵和个性的形式和语言系统。为使我们的结构能给人留下特别的印象，考虑从各种技术手段上来表现结构形象。本次以三角形的稳定性为基础再加上多个二元体使之成为几乎不变的稳定体系，以长方体为空间模型的基础创建，再结合美学使结构更加完美。结构选型 我们从竞赛的要求与实际情况相协调的角度出发，综合考虑材料的特点，运用桁架的承重方式，以悬线代替拉杆，增加拉杆的强度，减轻模型的自重。其中悬线与压杆的完美结合体现了我们构思新颖和别具一格，不但摆脱了以往桥梁模型设计的外型单调死板，而且给人以强烈的视觉冲击，而同时又巧妙的利用了悬线抗拉的力学原理，设计的宗旨是“结构最简、材料最省、承载力最大。杆件的倾斜为基础构筑桁架。整个看起来给人以异度空间的感觉。方案图整体图立体图正面图俯视图侧面图节点详图 节点1 节点2 节点3 节点4 节点5 注：各节点均铰接点计算书结构参数说明：121单元为白卡纸 2223 为蜡线杆件力学参数1. 230克白卡纸弹性模量名称种类层数弹性模量(MPa) 230克白卡纸156.92148.22 .蜡线极限拉力股 数123458极限力(N)48110168207225232杆件参数230克白卡纸做杆件的参数： 杆件序号直径（mm）纸厚度（mm）层数长度(mm)E（MPa）EAEI1100.3225148.22625.8929121.162100.32137.5148.22625.8929121.163100.32137.5148.22625.8929121.164100.3290148.22625.8929121.165100.3260148.22625.8929121.166100.3260148.22625.8929121.167100.3290148.22625.8929121.168100.32137.5148.22625.8929121.169100.32137.5148.22625.8929121.1610100.3225148.22625.8929121.1611100.31185.8356.9520.186123.8412100.31185.8356.9520.186123.8413100.3130056.9520.186123.8414100.31185.8356.9520.186123.8415100.31185.8356.9520.186123.8416100.3112556.9520.186123.8417100.31313.556.9520.186123.8418100.31291.5556.9520.186123.8419100.31291.5556.9520.186123.8420100.31313.556.9520.186123.8421100.3112556.9520.186123.84其余横向杆件100.3117056.9520.186123.84注：杆件均为空心蜡线的各项参数序号股数长度（mm）抗拉极限（N）222250110232250110荷载分析与内力图荷载分析由于结构为空间对称结构，研究正面图平面（如下图）受力分析，由于力作用在板的中心位置所以桁架上四个受力点均为总荷载的1/4。且作用在图示5、7点上，并且竖直向下。由于（22）、（23）为蜡线只能承受拉力，设其抗弯刚度无穷小。内力图运用结构力学求解器求解内力求解器的写入代码：结点,1,0,0 结点,2,0.025,0 结点,3,0.1625,0 结点,4,0.3,0 结点,5,0.39,0结点,6,0.45,0 结点,7,0.51,0 结点,8,0.6,0 结点,9,0.7375,0 结点,10,0.875,0 结点,11,0.9,0 结点,12,0.7375,0.125 结点,13,0.6,0.25 结点,14,0.3,0.25 结点,15,0.1625,0.125单元,1,2,1,1,1,1,1,0 单元,2,3,1,1,0,1,1,0 单元,3,4,1,1,0,1,1,1 单元,4,5,1,1,1,1,1,1 单元,5,6,1,1,1,1,1,0 单元,6,7,1,1,0,1,1,1单元,7,8,1,1,1,1,1,1 单元,8,9,1,1,1,1,1,0 单元,9,10,1,1,0,1,1,0单元,10,11,1,1,0,1,1,1 单元,10,12,1,1,0,1,1,0 单元,12,13,1,1,0,1,1,0单元,13,14,1,1,0,1,1,0 单元,14,15,1,1,0,1,1,0 单元,15,2,1,1,0,1,1,0单元,15,3,1,1,0,1,1,0 单元,15,6,1,1,0,1,1,0 单元,6,14,1,1,0,1,1,0单元,6,13,1,1,0,1,1,0 单元,6,12,1,1,0,1,1,0 单元,9,12,1,1,0,1,1,0单元,4,14,1,1,1,1,1,0 单元,13,8,1,1,0,1,1,1结点支承,1,6,0,0,0,0结点支承,2,6,0,0,0,0结点支承,10,6,0,0,0,0结点支承,11,6,0,0,0,0单元材料性质,1,10,2625.89,29121.16,0,0,-1单元材料性质,11,21,520.18,6123.84,0,0,-1单元材料性质,22,23,110,0.00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001（相当于无穷小）,0,0,-1 结点荷载,5,1,1,-90结点荷载,7,1,1,-90 轴力图剪力图弯矩图内力计算杆端内力值 ( 乘子 = 1)- 杆端 1 杆端 2 - - 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩- 1 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 2 -0.00000000 0.00000000 0.00000000 -0.00000000 0.00000000 -0.00000000 3 -0.00000000 0.16248016 0.00000000 -0.00000000 0.16248016 0.02234102 4 -0.00000000 0.25105986 0.02234102 -0.00000000 0.25105986 0.04493641 5 -0.00000000 -0.74894014 0.04493641 -0.00000000 -0.74894014 0.00000000 6 0.00000000 0.74894015 0.00000000 0.00000000 0.74894015 0.04493641 7 0.00000000 -0.25105986 0.04493641 0.00000000 -0.25105986 0.02234102 8 0.00000000 -0.16248016 0.02234102 0.00000000 -0.16248016 0.00000000 9 0.00000000 -0.00000000 0.00000000 0.00000000 -0.00000000 -0.00000000 10 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 11 -1.48660687 -0.00000000 0.00000000 -1.48660687 -0.00000000 -0.00000000 12 -1.32320938 -0.00000000 0.00000000 -1.32320938 -0.00000000 -0.00000000 13 -1.46000000 0.00000000 -0.00000000 -1.46000000 0.00000000 0.00000000 14 -1.32320938 -0.00000000 0.00000000 -1.32320938 -0.00000000 0.00000000 15 -1.48660687 0.00000000 -0.00000000 -1.48660687 0.00000000 0.00000000 16 0.16248016 -0.00000000 0.00000000 0.16248016 -0.00000000 -0.00000000 17 -0.13183764 -0.00000000 0.00000000 -0.13183764 -0.00000000 -0.00000000 18 0.93471005 0.00000000 -0.00000000 0.93471005 0.00000000 0.00000000 19 0.93471005 -0.00000000 -0.00000000 0.93471005 -0.00000000 0.00000000 20 -0.13183764 0.00000000 -0.00000000 -0.13183764 0.00000000 0.00000000 21 0.16248016 -0.00000000 0.00000000 0.16248016 -0.00000000 -0.00000000 22 0.08857970 -0.00000000 0.00000000 0.08857970 -0.00000000 -0.00000000 23 0.08857970 0.00000000 -0.00000000 0.08857970 0.00000000 0.00000000位移计算杆端位移值 ( 乘子 = 1)- 杆端 1 杆端 2 - - 单元码 u -水平位移 v -竖直位移 -转角 u -水平位移 v -竖直位移 -转角- 1 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 2 0.00000000 0.00000000 -0.01126954 -0.00000000 -0.00154956 -0.01126954 3 -0.00000000 -0.00154956 -0.00441502 -0.00000000 -0.00215662 -0.00441496 4 -0.00000000 -0.00215662 -0.00441496 -0.00000000 -0.00255397 -0.00441486 5 -0.00000000 -0.00255397 -0.00441486 -0.00000000 -0.00281886 -0.00441481 6 -0.00000000 -0.00281886 0.00441481 -0.00000000 -0.00255397 0.00441486 7 -0.00000000 -0.00255397 0.00441486 -0.00000000 -0.00215662 0.00441496 8 -0.00000000 -0.00215662 0.00441496 -0.00000000 -0.00154956 0.00441502 9 -0.00000000 -0.00154956 0.01126954 0.00000000 0.00000000 0.01126954 10 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 11 0.00000000 0.00000000 0.00838752 -0.00065548 -0.00151052 0.00838752 12 -0.00065548 -0.00151052 0.00092233 -0.00042101 -0.00195531 0.00092233 13 -0.00042101 -0.00195531 -0.00000000 0.00042101 -0.00195531 -0.00000000 14 0.00042101 -0.00195531 -0.00092233 0.00065548 -0.00151052 -0.00092233 15 0.00065548 -0.00151052 -0.00838752 0.00000000 0.00000000 -0.00838752 16 0.00065548 -0.00151052 -0.00524387 -0.00000000 -0.00154956 -0.00524387 17 0.00065548 -0.00151052 -0.00466094 -0.00000000 -0.00281886 -0.00466094 18 -0.00000000 -0.00281886 -0.00276217 0.00042101 -0.00195531 -0.00276217 19 -0.00000000 -0.00281886 0.00276217 -0.00042101 -0.00195531 0.00276217 20 -0.00000000 -0.00281886 0.00466094 -0.00065548 -0.00151052 0.00466094 21 -0.00000000 -0.00154956 0.00524387 -0.00065548 -0.00151052 0.00524387 22 -0.00000000 -0.00215662 -0.00441496 0.00042101 -0.00195531 -0.00031857 23 -0.00042101 -0.00195531 0.00031857 -0.00000000 -0.00215662 0.00441496-极限分析根据位移图可以看出最大竖直位移出现在节点6处为-0.00281886根据内力图可以看出最大弯矩值出现在节点5处为0.04493641两个作用力在假设为1时的结果也就是说总作用力为4N出现的最大位移没超过规定范围50mm弯矩也满足要求，取50为极限时对应的力的大小为70N约为690kg。再考虑极限弯矩时,是可以估算的.如果考虑稳定性和做工工艺拼装连接等技术指标时再没有完全破坏的情况下大胆估算极限作用100kg。
