结构大赛设计方案

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1、动力结构模型设计与制作方案设计作品名称“腾飞”高层结构模型学生姓名申京灵、郭聪、张闻闻专业名称土木工程、土木工程、城市规划联系电话13656677257（申京灵）浙江大学结构设计竞赛组委会二○○九年“腾飞”高层模型设计说明书日期：2009年3月29日一、设计摘要本结构是为参加浙江大学第十届大学生结构设计竞赛而设计的作品，二、模型方案说明模型严格按照竞赛组委会的要求制作，说明如下：模型制作材料为PVC塑料装订封面（厚度0.2mm左右，规格为A3），模型构件连接采用双面胶和热熔胶水， 模型高度为1000±5mm，整体结构形式为组合结构。模型顶面保证

2、可以承放底面积为150mm×150mm的加载物A（重量为10N）， 模型固定在底板的范围在250mm×250mm之类，符合要求。各构件尺寸见图三计算模型。模型方案正立面视图如图一所示，结构四面均为梯形构造，每面结构如图二所示。对结构进行几何构造分析如下：将大地看成一刚片，记为刚片0刚片1由以下杆件构成：(1)(2)刚片2由以下杆件构成：(3)(8)(9)(15)(16)刚片3由以下杆件构成：(5)(6)(11)(13)(18)由二元体规则,将杆件(7)(21)加入到刚片2由二元体规则,将杆件(14)(23)加入到刚片2刚片2由以下杆件构成：(3

3、)(8)(9)(15)(16)(7)(21)(22)(14)(23)(24)刚片4由以下杆件构成：(4)(19)(20)刚片01可并为一大刚片，命为刚片0刚片23可并为一大刚片，命为刚片2刚片24可并为一大刚片，命为刚片2刚片02可并为一大刚片，命为刚片0结论:为有多余约束的几何不变体系。结构多余约束数:15,自由度数:0。图一，正立面图二，各面构造图一、计算书1、计算模型加载试验时，由参赛者在模型的顶面安置组委会统一提供的加载物A，然后再由参赛者选定加载砝码W进行动力荷载试验。参赛队在50N≤W≤100N（每级差为10N）范围内自行选择2次加

4、载重量。采用结构力学求解器（StructuralMechanicsSolver，简称SMSolver）进行分析。对加载条件进行分析可知，加载方式为突加动荷载，动力系数，为了简化计算，将动荷载视为两倍荷载幅值的静荷载，即最小荷载由60N动荷载简化为120N静荷载，最大加载简化为200N，采用静力学方法进行简化计算。计算模型如图三。图三，计算模型各杆件横截面以及参数见图四。图四，截面及参数2、材料性质密度：1380kg/m3杨氏弹性模量(E)2900-3400MPa拉伸强度(σt)50-80MPa伸长率20%～40%。抗拉刚度EA=69000N抗弯

5、刚度EI=1.52N·m23、内力与反力计算杆端内力值(乘子=1)-----------------------------------------------------------------------------------------------杆端1杆端2----------------------------------------------------------------------------------单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩--------------------------------------------

6、---------------------------------------------------10.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.0000000020.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.000000003-405.074502-0.000000070.00000000-405.074502-0.00000007-0.00001748430.6205774-0.00000000-0.0000000030.

7、6205774-0.000000000.000000005396.106948-0.000000080.00001908396.106948-0.00000008-0.000000006336.014484-0.00000015-0.00001908336.014484-0.00000015-0.000053317-0.01277747-0.000000000.00000000-0.01277747-0.00000000-0.000000008-267.564573-0.000000110.00004227-267.564573-0.00000

8、0110.000017489-267.5638800.00000013-0.00004227-267.5638800.00000013-0.00001