福州大学结构设计大赛答辩.pptx

参赛作品参赛作品作品：木质多层结构作品：木质多层结构这里说明图片内容 MIDAS模型效果图第1页/共37页队员简介队员简介许梦云许梦云 交通交通 051304228陈文伟陈文伟 土木土木 051301404谢华辉谢华辉 交通交通 051304225合照图片第2页/共37页CONTENTSCONTENTS目录目录1方案设计2理论分析3模型制作4实验分析5分析总结6参考文献第3页/共37页方案设计方案设计这里说明图片内容 方案设计参赛依据设计构思结构选型模型设计图纸第4页/共37页参赛依据设计构思方案选型设计图纸1、方案设计 1.1 参赛依据 本参赛方案是根据“福建省第八届大学生结构模型 竞赛细则”设计的。第5页/共37页参赛依据设计构思方案选型设计图纸1.2 设计构思 模型主要承受单方向地震波和一定的竖向静载，竖直荷载较容易满足，地震荷载需要结构满足减震需求。（1）本结构主要构思是：利用适当的刚度和柔度的框架的稳定结构来满足载荷要求。（2）设计的总原则是：选择塔形稳定结构；应用强柱弱梁，强节点弱构件原理；柱子梁等构件往上逐层减弱强度和增加拉条束缚，达到节省材料和提高承载力和结构刚度的目的。第6页/共37页参赛依据设计构思方案选型设计图纸 1.3 结构选型 采用塔形框架结构整体性更高，更加节省材料，所以纯框架结构由下到上逐渐收拢，整体简洁美观。楼层截面为正方形，能够满足双向受力均衡的要求。楼层用薄拉条束缚提高截面刚度。通过查阅资料和模拟实验，我们将结构刚度控制在合理范围内，通过一二层较大的净高，使结构底层产生一定变形，吸收地震能量。为了防止受压柱子的失稳问题，增加结构的整体受力性能，在竖向压杆两侧分别贴合一适当长度薄片，把柱子做成下粗上细的变截面柱子。同时外框梁采用角钢梁，并用502与柱子紧紧贴合，形成强钢节点。由于梁贴合在柱子表面，形成一个外梁箍柱的稳定结构。第7页/共37页参赛依据设计构思方案选型设计图纸1.4 模型设计图纸 1.41 效果图 我们用MIDAS软件制作模型的效果图，使模型清晰明了。结构的整体效果图、三视图分别见图1.11.3。1.1模型3D效果图第8页/共37页1.2立面图1.3俯视图参赛依据设计构思方案选型设计图纸第9页/共37页结构尺寸布置图（单位/mm）参赛依据设计构思方案选型设计图纸1.42 1.42 结构布置图(单位：cm)第10页/共37页杆件编号杆件长度（mm）杆件截面数量备注（1）1003A4变截面柱子（2）182B4一层L梁（3)152C 4二层L梁(4)130C4三层L梁ABC参赛依据设计构思方案选型设计图纸第11页/共37页理论分析理论分析这里说明图片内容 2.1简介2.2计算简图2.3内力分析2.4承载力和破坏形式估计2、理论分析第12页/共37页简介计算简图内力分析承载力和破坏形式2.1 简介 结构力学求解器（SM Solver）是计算机辅助分析计算软件，求解内容包括二维平面结构（体系）的几何组成、静定、超静定、位移、内力、影响线、包络图、自由振动、弹性稳定、极限荷载等经典结构力学课程中所涉及的一系列问题，全部采用精确算法给出精确解答。第13页/共37页简介计算简图内力分析承载力和破坏形式图2.1 模型受力图 为了更好的了解和掌握实际模型的受力特征，我们应用结构力学求解器进行了静载情况下内力的分析。第14页/共37页简介计算简图内力分析承载力和破坏形式模型有两种材料：桐木和502。其材料性能参数见下表2.1。材料规格截面尺寸（mm）抗拉强度(MPa)弹性模量E（GPa）W222233.13.93W424231.73.03W626230.72.98W828230.02.92W858522.32.23W55155128.42.80W55255226.42.70表2.1 材料性能参数表第15页/共37页简介计算简图内力分析承载力和破坏形式图2.2 结构受力弯矩图图2.3 轴力图图2.4 剪力图第16页/共37页简介计算简图内力分析承载力和破坏形式2.3内力分析 第17页/共37页简介计算简图内力分析承载力和破坏形式2.5 承载能力和破坏形式的估计强度破坏 一层柱子折断。破坏原因：底部柱子承受全部静载和部分地震剪力，刚度不够。解决方案：贴合两薄片，将底层柱子截面增大。柱脚脱落。破坏原因：热熔胶打的太少,底层地震剪力过大。解决方案：热熔胶适量打均匀，底层净高加大起到一定的隔震作用。第18页/共37页课题背景选题理由目前现状研究目标研究过程研究结论文献综述2.稳定破坏 顶层扭曲变形。破坏原因：顶层在剪力作用下变形发生扭转。解决方案：在顶层设置拉条，提高截面刚度。一层次梁折断破坏原因：一层采用2*4次梁，承受静载变形过大。解决方案：改用2*6次梁，并让配重块靠梁和柱。我们估计我们模型的静载承载能力在25-30Kg之间，承受地震载荷三级。第19页/共37页课题背景选题理由目前现状研究目标研究过程研究结论文献综述5、结论通过设计构思、结构设计、理论分析、模型设计及试验分析等一系列过程可知此模型的整体性能较为优越，模型的所需的材料较少且其承载能力较大，模型的整体稳定性好，各杆件的受力清晰，且较为均匀、合理，采用塔形结构更加稳定，在此过程中我们也发现了此模型的一些不足之处，如在某些杆件由于稳定性的问题而不能很好发挥其强度，造成部分材料的浪费，特别是实心柱子。在多次的实验过程中我们逐渐发现采用白卡纸画出模型投影、三角尺、丁字尺、细小木条等措施可以有效加强模型各项尺寸的精度保证。第20页/共37页课题背景选题理由目前现状研究目标研究过程研究结论文献综述、模型制作3.1模型制作工序（1）模型杆件的制作（主杆主梁次梁拉带虚梁）；（2）主杆主梁的连接；（3）次梁拼装；（4）拉条的张拉；（5）虚梁加宽（6）柱脚加肋的施工；第21页/共37页课题背景选题理由目前现状研究目标研究过程研究结论文献综述4、实验分析4.1 实验方案先称量模型自重，再将模型放在加载台上。按竞赛要求加载，通过几次试验，模型均能取得较好的承载效果。第22页/共37页课题背景选题理由目前现状研究目标研究过程研究结论文献综述5、结论通过设计构思、结构设计、理论分析、模型设计及试验分析等一系列过程可知此模型的整体性能较为优越，模型的所需的材料较少且其承载能力较大，模型的整体稳定性好，各杆件的受力清晰，且较为均匀、合理，采用塔形结构更加稳定，在此过程中我们也发现了此模型的一些不足之处，如在某些杆件由于稳定性的问题而不能很好发挥其强度，造成部分材料的浪费，特别是实心柱子。在多次的实验过程中我们逐渐发现采用白卡纸画出模型投影、三角尺、丁字尺、细小木条等措施可以有效加强模型各项尺寸的精度保证。第23页/共37页课题背景选题理由目前现状研究目标研究过程研究结论文献综述6、参考文献1 哈尔滨工业大学理论与力学教研室.理论力学（I）.北京：高等教育出版社.20022 刘鸿文.材料力学I.北京：高等教育出版社.20043 龙驭球、包世华.结构力学（I）基本教程.北京：高等教育出版社.20064 迈达斯在结构设计中的应用5 范凤强.AutoCAD 2004 实用教程.北京：北京希望电子出版社.20046 袁驷.结构力学求解器.北京：高等教育电子音像出版社.2006第24页/共37页课题背景选题理由目前现状研究目标研究过程研究结论文献综述第25页/共37页课题背景选题理由目前现状研究目标研究过程研究结论文献综述第26页/共37页课题背景选题理由目前现状研究目标研究过程研究结论文献综述第27页/共37页课题背景选题理由目前现状研究目标研究过程研究结论文献综述第28页/共37页课题背景选题理由目前现状研究目标研究过程研究结论文献综述第29页/共37页课题背景选题理由目前现状研究目标研究过程研究结论文献综述第30页/共37页课题背景选题理由目前现状研究目标研究过程研究结论文献综述第31页/共37页课题背景选题理由目前现状研究目标研究过程研究结论文献综述文本文本这里填写你的文本，这里填写你的文本，这里填写你的文本，这里填写你的文本，这里填写你的文本，这里填写你的文本，这里填写你的文本。这里填写你要填写的文本，这里填写你要填写的文本，这里填写你要填写的文本，这里填写你要填写的文本。这里填写页面标题这里填写页面标题第32页/共37页课题背景选题理由目前现状研究目标研究过程研究结论文献综述论文研究过程论文研究过程 时间：时间：20XX20XX年年X X月月XXXX日日 -X-X月月XXXX日日序号序号工作任务工作任务日期日期目的目的网站网站备注备注1 12 23 34 45 5这里填写你要填写的文本，这里填写你要填写的文本，这里填写你要填写的文本，这里填写你要填写的文本，这里填写你要填写的文本。第33页/共37页课题背景选题理由目前现状研究目标研究过程研究结论文献综述CBEAD17%55%15%6%7%这里填写你要填写的文本这里填写你要填写的文本，这里填写你要填写的文本。这里填写你要填写的文本，这里填写你要填写的文本，这里填写你要填写的文本，这里填写你要填写的文本，这里填写你要填写的文本。第34页/共37页课题背景选题理由目前现状研究目标研究过程研究结论文献综述1 这里填写你要填写的文本，这里填写你要填写的文本，这里填写你要填写的文本，这里填写你要填写的文本，这里填写你要填写的文本，这里填写你要填写的文本。2 这里填写你要填写的文本，这里填写你要填写的文本，填写你要填写的文本。1 Type something here type something here type something here type something here type something here type something here type something here type something here.Type something here type something here type something here.2 Type something here type something here type something here type something here type something here.这里填写页面标题这里填写页面标题结构选型与优化第35页/共37页 结构设计展示结束结构设计展示结束 欢迎老师点评欢迎老师点评谢谢聆听谢谢聆听第36页/共37页2023/3/27感谢您的观看！第37页/共37页