东南大学2015结构竞赛加载组a计算书

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1、东南大学第十四届结构创新竞赛计算书作品名称：HELLOWORLD组长:组员:1.概述2.结构设计说明3.模型材料及制作4.铁块布置5.结构分析计算6.总结19322150卜T8S.8S.8S1概述木次结构设计竞赛为承受附加铁块载重下房屋的抗震设计，为了统一进行标准化加载，限制了结构的高度，各层高度，以及各层面积的范围。经过综合考虑以及参考以往的经验，我们的方案采取截面为正方形的四层塔形框架结构体系,柱和主梁都采用箱型截面以保证结构强度，为增强结构稳定性，框架以强度斜撑和抗震斜撑相结合的形式连接，底部加圈梁及斜撑，以应对本次的加载条

2、件，使结构的抗震性能更良好。每个楼层配以一定比例的次梁，安放铁块。2结构设计说明(1)框架结构：木次结构设计竞赛的要求为多层框架体系，分析承载能力和抗震效果，我们组的设计方案采用截面为正方形的多层结构，达到了各向同性的目的，除底层外斜撑伞部为十字交叉型，底层由于门洞限制以及承载力的要求，对底层斜撑我们进行Y加强设计，采用梯形与十字交叉相结合的形式，从而根据层面之上铁块安放数量保证了各层的稳定性。下方左图为框架及尺吵图，左图为主体框架结构正视图，右图为加了斜撑后的框架正视图，红色为所要求的1010cm的门洞，蓝色为强度斜撑，由于柱与

3、斜撑都有一定的厚度，实际蓝色斜撑与柱是紧挨着的。14.95r17.13框架结构及尺寸单•位cm楼层间主梁后度为8mm,由此，结构满足高度、面积要求。(2)楼层层面设置各楼层层面依据各层铁块的数量以及楼层面积铺设次梁，乂因为楼板为受弯构件,T形梁为上压下拉受弯杆件最合理地截面形式,所以我们的次梁采用T梁。LPX第二层、第三层主次梁拟采用井字形铺设，第四层如下图所示，四周为主梁，内部无宽度线为布置的铁块。第四层次梁布置(3)柱脚柱脚设计主要为在外围的圈梁，以及内侧的斜撑，保证结构与底板的衔接不致脱落(4)节点节点处为增强连接，将用小的

4、强度撑和贴片保护3模型材料及制作根据此次竞赛要求，地震波会在某一方向进行单向加载，但是加载方向届时将由抽签决定，故我们组将模型设计成截面为正方形的下大上小的对称棱台结构。根据此次竞赛组委会提供的木材规格，经过计算和强度模拟试验，在结构不同的部位我们选择了特性不同的材料：1.柱：四根主柱采用了由2mm厚木片围成1cm的空心柱，并且在空心内部放置每2cm放垫片，节点处垫片加密。ir截面如图所示（革位：mm）:2.梁••各楼层的主梁采用2mm厚木片加工，2、3层拟采用8mm宽空心柱,4层用7mm宽空心柱。截面如阁所示（卑位：mm）：3.

5、斜撑：各楼层之间的斜撑，强度撑用6*6mm的木条，抗震撑用6*2mm的木条4.铁块布置根据各层的承重能力和各楼层面积，我们给出了如下所示的铁块布置图：第一层铁块布置如下，14块铁块分两层叠放，两层中心对称且交错放置,以增大铁块的整体性，防止铁块飞出（以上两层叠加原理同第二层）：第二层第一层CVJco—H~I1L1「3,2第一层铁块布置单位：cm第二层铁块布置如下，10块铁块分2层叠放:第三层铁块布置如下，8块铁块分两层叠放，左侧为两层铁块叠加效果图:第三层单位：cm叠加效果1.结构分析计算在铁块的放置上，我们组采用第一层14块，第

6、二层10块，第三层8块的方案，铁块可以看成均布荷载作用在每一层楼面上。在连接方式上，柱和梁之间以及斜撑和柱之间主要采用胶水粘合，并且使用适量木屑加固；台面和梁之间使用胶水粘合；受力集屮的节点处使用木块及木片加固。1.总结经理论分析和模型试验，表明所选用的结构体系是合理的，构件的强度、刚度以及稳定性均能够满足设计耍求。通过这次竞赛，我们获益匪浅。在这个过程中，我们对于结构概念布置、结构受力分析以及结构抗冲击承载力等方而都有了较深的认识。同时我们真正地将所学的力学知识与工程设计知识在实践屮实现了最大化地应用，比如本次我们的模型制作中运

7、用了我们刚学习过的材料力学知识，在柱和梁的选择上采用了性能较好的空心柱和“T”型梁，这样既保证了材料的力学性能的可靠性，同时也尽可能减轻了重量。在此次参赛过程中，我们不仅在结构设计专业知识上得到了锻炼，而且还学会了在团作中与他人交流和分工合作，为今后的学习工作打卜了坚实的基础。