大学生结构设计大赛指导

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1、大学生结构设计大赛指导一、采用的材料及其性能1.白卡纸白卡纸作为模型材料，其力学性能特点是受拉性能良好，抗撕裂能力差，抗弯压能力近似为零。但将纸卷成筒状或并用乳胶粘结后，可承受弯矩并可承受一定的压力，但受长细比的限制，多为压杆失稳状态的受力破坏，所以受压杆的长度不宜过长。2.乳胶乳胶的粘接性能：粘结力强，满足结构受力特点，但湿度大，不易干燥，干燥后硬度大，容易产生脆性破坏。纸带对接时强度约降低50％，纸带侧接时，强度较高，能够达到与母材强度相同。二、方案理论分析包括：设计说明书、计算书和方案图。设计说明书应

2、包括对方案的构思、布局、功能、结构选型及其他有特色方面说明；计算书应包括计算模型、荷载分析、内力分析、承载能力估算等。方案图应包括结构整体布置图、主要构件详图和方案效果图。三、制作技巧1.准备工作1.1材料性质的初步认识如常用的材料：230g白卡纸，他的含义是：每张A0纸重230g。此类纸不同区域都略有不同，但大体还是一样的。如重量，强度等。在制作模型过程中，需要注意的几点有：a.白卡纸的保护问题：刚买好的纸务必好好保管，最好有足够大的地方将其平摊，上面再用东西盖一下，以免受潮。注意不要伤着白卡纸，一旦上面

3、有折皱，这张纸基本上就废了，因为受伤的纸强度会降低很多。b.顺纹和逆纹：仔细观察白卡纸会发现顺、逆纹的差别。一般来说，沿长边方向是顺纹，沿短边方向是逆纹。讨论顺和逆的差别基于两点：第一主要是施工上的因素，沿顺纹剪裁要方便得多，也更顺手些；第二，强度上的因素，顺纹方向强度稍大于逆纹方向。因此，在制作构件过程要尽量注意沿顺纹裁剪。c.光滑面与粗糙面：白卡纸一般是一面为光滑面，一面是粗糙面。用粗糙面粘结效果会更好，因为表面的粗糙不平，将增加结合处的咬合力，也就增加了粘结力。d.湿度的问题：在夏季潮湿季节里，白卡纸

4、易受潮，制作的构建强度会降低，因此需好好保养。建议在制作构件及拼装结构的时候准备个电吹风。e.白乳胶：白乳胶的粘结效果很好。需要注意的是乳胶的浓度问题。太稀，内含水分太多，凝固时间太长，太稠，粘结不牢，都不可取。觉得太稀的话，可让其自然风干一小段时间，但不要太久。1.2工具的匹配这里提出几个有助于保证作品质量的工具：a.电吹风：能让构件在短时间内达到期望强度所必备的工具；b.玻璃板：它的作用在于划纸时方便快捷。若采用普通的绘图板（木制），用刀划纸时会伤到木板。c.用完的圆珠笔笔芯：该工具主要用于著作有棱角构

5、件（如矩形柱梁等）时的划痕。在需要弯折的地方先用它划一条痕（注意用力适度）再折，这样对纸的伤害不大，而使弯折容易进行，并且制作出来的构件棱角分明，美观。d.圆棒：笔芯用完的圆珠笔杆是制作多边形构件的必备品。2.构件的制作和养护2.1各种构件的常规制作技巧a.两层矩形梁的制作（以1cm×1.5cm尺寸为例）应该考虑白卡纸的厚度（一般单层白卡纸厚度为0.3~0.33mm），因此，内层矩形尺寸可稍微减小，裁纸完毕，在需要弯折的地方用圆珠笔划痕，然后均匀涂胶，粘贴。b.箱形梁柱的制作这里箱形梁柱指的是里面用两个小矩

6、形先并排粘结形成内胆，然后外面再套粘一个大的矩形。这种构件最大的优点是单向强度大，适于比赛。缺点是耗纸量偏大。制作有一定难度。这里列出一些制作要点：裁纸时仍需要考虑减小内层小矩形尺寸；粘结小矩形时需定好位，偏差不可太大；外层大的矩形每次只粘一个边。涂好乳胶粘住后双手来回在梁上移动，轻压梁，使内部粘结密实，防止“起泡”。粘结上的小技巧：制作长柱时，若一个人粘结，只能从一边粘到另一边，则会出现一边粘好了，而另一边由于乳胶没有凝固好而脱落的问题。或者即使勉强粘好，长柱却过度扭曲变弯而作废，所以，可以先做一个内径比

7、需制作构件稍大的套筒，将套筒套在刚粘住的一边，箍住内核使其不变形，且不脱落。而双手可以空出来粘另一边。这对长柱的制作非常重要。c.圆形柱梁的制作以内径为1cm的1m长的三层柱为例：①划纸。宽度可取10.5cm左右；②在宽度为3cm处用铅笔轻划一条控制线，该控制线的用处在于从该线起向外的7.5cm宽需涂胶。即该线为涂胶的起始点。③初卷。将圆棒（注意：如果要作内径为1cm的柱，圆棒的内径比1cm要稍小点，如8mm）放在不需涂胶的宽度为3cm的起始位置处，两人配合将这3cm先卷一定弧度，然后松开，移走圆棒，进入下

8、一工序。④涂胶。涂胶要快，作一些小的厚纸片用来刷胶要比用笔涂要快且效果好，可分两次，从3cm处涂至8cm处，待卷到8cm处时再涂余下部分的宽度。⑤卷圆柱。由于是1m长，最好两个人配合。可以一人负责卷一半或者一人轻压卷好的地方，另一人负责卷。这是最关键的一步。长圆柱的一端定为A端，另一端为B端。卷的方向为从A到B。首先在距A端大约0.4~0.5处附着圆棒卷一圈。此时务必注意不要伤纸。因为这时一不小心，纸就会受伤而作