中南地区第三届结构模型大赛讲座.ppt

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1、2021/9/17中南地区第三届结构模型大赛讲座刘夏平2021/9/17两跨渡槽结构模型的制作和加载试验●设计目的▼检阅、培养设计者分析问题、解决问题和综合应用所掌握的专业知识的能力；▼选拔参加第三届中南地区大学生结构模型大赛作品及选手。2021/9/17●模型要求●注意事项●影响结构承载力主要因素●造型●工艺水平●节点承载力2021/9/17●桥梁结构种类按受力情况分梁式桥拱桥刚架桥悬索桥斜拉桥组合桥2021/9/17◆梁式桥简支梁桥P弯矩图PL/42021/9/17◆梁式桥连续梁桥2021/9/17连续梁桥弯矩峰值比简

2、支梁小2021/9/17◆拱桥2021/9/17◆拱桥2021/9/17◆拱桥无推力拱桥固结拱受压系杆受拉2021/9/17◆拱桥2021/9/17◆拱桥2021/9/17◆拱桥2021/9/17◆悬索桥2021/9/17◆斜拉桥2021/9/17◆组合体系桥●桁架拱桥受力特点：存在拱脚水平推力2021/9/17桁架拱桥2021/9/17●桁架肋拱拱桥2021/9/17●刚架拱桥受力特点：存在拱脚水平推力2021/9/17●设计经验与策略◆结构造型是关键•结构造型有：梁、拱、桁架、拉索结构、组合结构等；•结构造型可向上布置

3、，也可向下布置；•结构造型必须考虑材质特点：纸的受拉性能要好于受压；•力的传递路径要短；•造型要简洁、美观、新颖。√2021/9/17◆提高压杆承载力方法•减少计算长度；•采用实体截面；•采用局部加强的环形截面；•多种策略综合应用。2021/9/17◆受弯构件截面•采用实体截面；•采用箱形截面；•采用工字形截面2021/9/17◆研究结点处理方式要求结点承载力≥构件承载力◆受压杆件适当采用多一些材料∵要求结构S=承载力N构件重量G尽量大抗压构件S=构件截面积AX抗压强度f纸容重rX构件截面积AX构件长L=Cf∴在一定范围内

4、纸越多，f越大适当多采用材料2021/9/17◆针对卡纸较软的特点，应采取多层、局部加强等措施；◆支座处要有足够的加强措施；◆一般要拟定几个方案，并做适当的内力分析，选取受力最合理的方案；◆注意细节（往往决定成败）、工艺水平要高。2021/9/17◆加载注意事项：对称加载慢速加载第一次加载不能过大第二次加载应适当大些最后加载值应有所估计（破坏试验）2021/9/17◆模型制作的主要工具直尺，三角板，圆规，量角器，戒刀，剪刀，电钻，打磨机，木模板，内模板等。2021/9/17◆模型破坏形态常见主要有：节点破坏——因节点过于复

5、杂、相交的杆件端部外形及截面处理不当、连接强度不够引起；剪切破坏——因对此破坏形态估计不足，构造处理不当而导致；失稳破坏——因模型加工缺陷或压杆处理不当引起面内或面外失稳。2021/9/17◆模型的结构形式因比赛规则规定，支座不能承受模型的水平推力，因此，比较合适的结构形式有：连续梁斜拉桥悬索桥（自锚式）梁拱组合体系等此外，应考虑材质特点、工艺水平、结构创新等因素，通过方案比选，选出最佳方案。