2021年结构设计大赛说明书.doc

第八届结构设计大赛
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指导老师:
责任人: 梁家生
成 员:
时 间: 5月
目录
桥梁名称………………………………………………………………1
纸张力学性能简析………………………………………………3
桥梁模型设计制作要求………………………………………3
结构选型…………………………………………………………….2
结构简化…………………………………………………………….4
荷载设计…………………………………………………………….1
内力设计…………………………………………………………….2
桥梁制作…………………………………………………….……..3
材料表………………………………………………………………..4
鸣谢…………………………………………………….…………….3
附………………………………………………………………......4
桥名称
桥名：松鼠过河
小学书本上有一篇课文让人记忆犹新，小马要过河，不知道河有多深，就问水牛，水牛说河浅得很，小马要过河了，一只松鼠却跳下来，说：“不要过河，你
会淹死！我有一个伙伴就是这么给淹死……”由此，不禁让人感到惋惜，假如河上有座桥就好了，小马也就不用担心河深浅，而小松鼠伙伴也就不会被淹死了。所以我们给我们桥梁起了这么朴素名字：松鼠过河。
从桥上能够看出，此桥造型典朴，优美，它上部采取了中国传统古典拱形，下部采取了现代桁架，完全是现代和古典完美结合，整个结构既不失去古典文化底蕴，又不失去现代朝气蓬勃生气。拱形曲线优美，悬索绷直有力，水平杆舒适和宁静，在桥上得到了最为完美诠释。当桥映入眼帘，那一份优美，那一份力度，那一份宁静舒适将上演难以忘怀心灵震撼，给人以无限视觉冲击。震撼后，可能你不知做云……不过有一天你会醒过来——就是它，拯救了松鼠。
这可能就是我们设计理念。
桥梁，作为现代交通运输关键组成部分，是经济繁荣象征之一。结构稳定当然是理所当然，而在外观上有良好视觉效果，那更是华龙点睛之笔。就像重庆朝天门长江大桥，伦敦塔桥，还有中国古代赵州桥，那些全部是结构和美学经典结合，所以注定要成为永恒，被世人铭记。
在设计和制作此桥时候，我们也尤其注意结构稳固和外观协调，纵使在制作过程中有过程中有杆件尺寸误差，不过整体上满足设计要求。
桥梁下部结结构型是一个V字，能够了解为英语victory（胜利）简写。从这个意义上讲这座桥就像是一个在眼前目标，远远望去就是胜利标志，它会给人一个向她靠近诱惑。
桥尺寸图以下图所表示：

桥尺寸以下图所表示。这是最终优化结构，计算采取初步设计（如右图）结构。初步设计结构和最终优化结构在承载力方面只有微小差异。
桥尺寸以下图所表示。这是最终优化结构，计算采取初步设计（如右图）结构。初步设计结构和最终优化结构在承载力方面只有微小差异。
结构选型
桥自古以来目标就是使天堑变通途，它为跨越江河和峡谷而架设。所以在设计之前，全部要仔细地考察施工环境、地质条件，即使结构设计大赛和此有些不一样，但其整体设计思绪仍未改变。
依据以往经验，模型加载是在几乎没有任何水平支挡平地上完成，而且基础是跨中承受集中荷载。这种方法会使桥快速向下挠曲，从而使四个支柱上部向中间倾斜，下部向两边产生很大水平推力，而这个力却没有措施靠外界抵消，直接结果便是桥结构破坏。
此桥为了处理这个问题，采取了组合结构，它上部是受水平拉杆作用双铰拱，下部是简单桁架结构（图2-1）。当集中荷载加在跨中时，水平拉杆向下弯曲，经过悬索拉动上面拱，拱承受拉力经过轴线传向两端铰。这时对拉杆而言，受到水平拉力和竖向荷载，形成拉压，减弱了它本身弯曲变形，这不
图2-1
但处理了水平推力问题，还充足利用了水平推力。因为这个传力过程是在上部完成，所以上部双铰拱不会对下部桁架产生水平力，只会传输竖向荷载。这时竖向荷载是经过桁架四根支柱将它传向水平地面。
由此能够看出，这个承力体系还是很合理。
纸张力学性能简析
任何材料力学性能无非从抗拉、抗压、抗剪和抗弯多个角度分析，纸张也不例外。纸张是制造模型原料，对模型进行力学分析就必需了解纸张力学性能。从经验和试验观察，纸张受拉和受压性能良好，尤其是受拉性能；但纸张抗弯和抗剪性能却不十分理想，所以要尽可能避免杆件承受弯矩和剪力。另外，组成模型杆件，因为制作过程中不可避免人为损坏，很轻易出现折痕。当折痕在受压时，就会形成偏心受压，产生附加弯矩使杆件破坏；但折痕在受弯或受剪时，直接折断，破坏更轻易。
总而言之，纸张力学性能除了和