兰州交通大学第六届结构设计大赛一号作品“天宫二号”计算书由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“结构设计大赛计算书”。
“天宫二号”竹制多层房屋结构模型计算书
学院名称：土木工程学院 专业名称：土木工程
学生姓名：王建祥 樊杨伟 高鹏飞 指导老师：张家伟 孙理想
2011全国大学生第五届结构设计大赛兰州交通大学组委会
2011年10月
一、设计说明书
根据竞赛规则要求，我们从模型的用材特性、加载形式和制作方便程度等方面出发，采用了单、双层复压竹皮，502胶水作为粘结剂，精心设计制作了“天宫二号”多层房屋结构模型。
1、结构体系
主体为框架的结构体系：四根柱子与横梁的有机连接，作为主要的荷载承受系统，承担结构的整体受弯、受压和抗剪；斜拉撑（外立面构件）协调上述两者共同工作，承受荷载；楼层之间具有足够的承载刚度，各层空间满足使用功能要求。
2、截面选择
直立柱：采用8mm*8mm*11.3mm一层竹材规格为1250*430*0.5mm本色侧压双层复压竹皮横截面的等腰直角三角形形状。
横梁：采用6mm*6mm*8.5mm一层竹材规格为1250*430*0.35mm本色侧压双层复压竹皮横截面的等腰直角三角形形状。
3、节点设计
支座处：采用封闭局部加固端部，保证能承受较大的支座反力； 梁与柱：采用立体三角形粘结，以便保证此粘结端成为刚性结点。
4、制作处理
在制作过程中使模型局部有一定的预应力，使梁尽可能受压力而少受弯，有利于梁的稳定和减少挠度。
5、设计假定
（1）材质连续，均匀；（2）梁与梁之间结点为刚结；
（3）杆件计算时采用钢结构的计算模式；
（4）加载时，荷载以集中力的形式作用在指定的九个节点处。
根据以上假定，通过结构力学求解器建立计算模型，所得的内力和位移作为构件设计的依据。
6、结构创意
A 结点设计采用整片竹片模拟型钢搭接方式连接而成。
B 柱子、横梁采用等腰直角三角形截面，主要以三角形为主受力，满足三刚片几何不变体系。C 柱子与底板采用立体三角形粘结，以便保证此粘结端成为刚性结点。D 在柱子横向设置了加固竹材圈，并设置了加密区。
二、方案图
1．模型结构图
“天宫二号”多层房屋结构模型CAD出图
“天宫二号”多层房屋结构模型CAD三投影图
“天宫二号”多层房屋结构模型结点图
“天宫二号”多层房屋结构模型实物图
三、计算书 1.结构选型
采用了上小下大的结构模型，柱子、横梁采用等腰直角三角形截面，主要以三角形为主受力，满足三刚片几何不变体系。结点：采用整片竹片模拟型钢搭接方式连接而成。
楼层净高：
一层：24.3cm 二层：24.2cm 三层：24.2cm 四层：24.6cm 模型总高度：100cm+2mm 2．荷载说明
二层荷载加载质量：5*1800g 三层荷载加载质量：4*1800g+2*675g 四层荷载加载质量：3*1800g+2*675g 水箱荷载加载质量：3.2L 3．计算简图与静力分析
静力分析：
结构顶部加载盛4L水的水箱，根据受力特点及结构形式，将荷载简化为均布力，分别同时施加在结构的四根承重柱上。
根据荷载的分布和动荷载的加载，找出结构最大处位移和最大处应力，分析最大处节点强度，刚度和稳定性。计算简图
梁的计算剪力图
单层框架竖向荷载作用下的变形图和弯矩图
四、结构分析总结
1、根据分析的结论，我们选择上小下大正四边形作为主体形状，受力均匀，加载方便。
2、根据梁的受静荷载和动荷载，采用变形柱，加固柱子结点很有抗震效果。
3、主梁与次梁、柱与撑杆之间相交时，节点通过端点延伸木条粘结，用502胶水加固，并用木条缠绕两圈，防止截面变形开裂，大大提高了斜梁的稳定性、强度和刚度。
参考文献
1、材料力学(第五版),孙训方,2009,高等教育出版社
2、结构力学(上，第五版），李廉锟，2010，高等教育出版社
最后要特别感谢林梦凯、张家伟、孙理想老师的倾情指导！
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