结构建模课程设计 结构模型设计、制作及加载.doc

课 程 设 计 题 目： 结构模型设计、制作及加载 教 学 院： 土木建筑工程学院 专 业： 2011土木工程2班 目 录 一、课程设计成绩评定表 二、课程设计任务书 三、课程设计成果 1、结构设计说明 2、结构方案图 3、结构计算书 4、模型破坏分析 5、附录 课程设计任务书 2013～2014 学年第二学期 一、课程设计题目 结构模型设计、制作及加载 二、课程设计内容 1、模型制作材料 （1）纸质材料：A3打印纸若干。 （2）模型粘结剂：胶水统一采用液体胶水。 2、模型制作工具 （1）美工刀； （2）剪刀； （3）铅笔； （4）直尺、三角尺； （5）大头钉、大头针若干； 3、模型设计所需信息 （1）模型加载台：加载台的支点（中心）净跨为600mm，加载台宽300mm； （2）模型承载台：模型1/4、3/4位置加载固定荷载，由四个铁块提供荷载，分两级加载，铁块的尺寸为200mm×50mm×30mm（质量约为1.8kg），须有一个承载平台或设挂篮（计入模型总质量）。 4、模型设计要求 （1）提供制作的相关结构模型的设计书（包括设计图）； （2）结构制作模型必须与提供的设计书一致； （3）结构模型支点跨径为600mm，宽度不超过300mm，高度不超过400mm。 5、加载试验要求 （1）结构模型现场加载试验过程中，由各组成员自行加载。 （2）加载过程中只能使用提供的工具。 （3）每级加载后，必须持荷20秒方能继续下一级加载。 （4）模型在加载实测过程中，凡出现下列情况之一即视为被破坏或失效： 加载20秒以内模型坍塌； 模型竖向最大挠度超过100mm； 杆件折断等其它的失效情形。 6、分组情况 3-4人一组，自由组合原则。 三、进度安排 时 间 进度安排 第 18 周 周一 结构方案设计并优化 周二 结构方案设计并优化 周三 制作结构模型 周四 制作结构模型 周五 现场加载 四、基本要求 1．小组成员均应参与结构建模的各个环节，每位成员独立完成各自的设计说明书。 2．设计说明书要求A4纸打印，内容详实，表述清晰，方案图直观易读。 3．结构验算方法正确，条理清楚。 1 结构设计说明 1.1 作品名称 天梯壹号 1.2 模型简介 此结构模型灵感来源于生活中的桁架桥梁，模型简约大方，线型分布合理。采用大跨结构模型，净跨600mm,两头搭接长度各50mm，模型高200mm,左视图为等腰梯形，下底宽200mm,上底宽150mm。模型具体视图见结构方案图。 1.3 方案特点 由于桁架结构设计简约，受力明确，施工简单，不但能使平时所学的力学和结构知识得到较好的应用，而且也锻炼了具体制作施工的能力，故采用了一个桁架结构设计。 该模型最大的优点是在加载时能将荷载均匀的传给每一根杆件，最大限度的减少了零杆的使用。此外，在制作过程中，着重考虑了受压受弯杆件的截面尺寸以及节点的布置和制作。在模型可以承受一定荷载的前提下优化了模型的尺寸和线型。结构采用空心纸质杆件，有效的节约了材料和自重。此外主平面桁架部分为两个三角形从而结构稳定性得到很大的提高，侧面为等腰梯形上窄下宽同样也是为了增强稳定性。 1.4 应用前景 结构采用模块化设计，与实际桥梁设计与施工有相似之处，可用于江河湖上的大跨桥梁和大型建筑物上的空中走廊等，运用前景广泛。 2 结构方案图 2.1 结构三维图 2.2 结构正立面图 2.3 结构侧立面图 2.4 结构俯视图 2.5 结构实物图 2.6 构件汇总表 表1 桁架杆件表 柱编号 构件长度/mm 制作长度/mm 截面尺寸/mm 卷纸层数 数量 FG－1 282 310 20*10 5 1 FG－2 282 310 20*10 5 1 FG－3 282 310 20*10 5 1 FG－4 282 310 20*10 5 1 FG－5 250 280 10*10 4 1 FG－6 250 280 10*10 4 1 FG－7 250 280 10*10 4 1 表2 梁构件表 梁编号 构件长度/mm 制作长度/mm 截面尺寸/mm 卷纸层数 数量 TL－1 300 350 20*10 4 2 TL－2 350 380 20*10 2 4 XL－1 150 150 10*10 3 3 XL－2 364.01 200 10*10 3 3 表3 斜拉构件表 编号 构件长度/mm 制作长度/mm 截面尺寸/mm 卷