结构建模课程设计心得模版Word文档格式.docx

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三、课程设计成果

1、结构设计说明

2、结构方案图

3、结构计算书

4、模型破坏分析

5、附录

结构建模课程设计成绩评定表

姓名

伍国强

学号

2

专业班级

2011土木工程2班

课程设计题目：

结构模型设计、制作及加载

课程设计评语

成绩评定（优、良、中、及格、不及格）

指导教师签字：

年月日

课程设计任务书

2013～2014学年第二学期

伍国强专业班级：

罗高作、缑勇工作部门：

一、课程设计题目

结构模型设计、制作及加载

二、课程设计内容

1、模型制作材料

（1）纸质材料：

A3打印纸若干。

（2）模型粘结剂：

胶水统一采用液体胶水。

2、模型制作工具

（1）美工刀；

（2）剪刀；

（3）铅笔；

（4）直尺、三角尺；

（5）大头钉、大头针若干；

3、模型设计所需信息

（1）模型加载台：

加载台的支点（中心）净跨为600mm，加载台宽300mm；

（2）模型承载台：

模型1/4、3/4位置加载固定荷载，由四个铁块提供荷载，分两级加载，铁块的尺寸为200mm×

50mm×

30mm（质量约为1.8kg），须有一个承载平台或设挂篮（计入模型总质量）。

4、模型设计要求

（1）提供制作的相关结构模型的设计书（包括设计图）；

（2）结构制作模型必须与提供的设计书一致；

（3）结构模型支点跨径为600mm，宽度不超过300mm，高度不超过400mm。

5、加载试验要求

（1）结构模型现场加载试验过程中，由各组成员自行加载。

（2）加载过程中只能使用提供的工具。

（3）每级加载后，必须持荷20秒方能继续下一级加载。

（4）模型在加载实测过程中，凡出现下列情况之一即视为被破坏或失效：

加载20秒以内模型坍塌；

模型竖向最大挠度超过100mm；

杆件折断等其它的失效情形。

6、分组情况

3-4人一组，自由组合原则。

三、进度安排

时间

进度安排

第

18

周

周一

结构方案设计并优化

周二

周三

制作结构模型

周四

周五

现场加载

四、基本要求

1．小组成员均应参与结构建模的各个环节，每位成员独立完成各自的设计说明书。

2．设计说明书要求A4纸打印，内容详实，表述清晰，方案图直观易读。

3．结构验算方法正确，条理清楚。

1结构设计说明

1.1作品名称

天梯壹号

1.2模型简介

此结构模型灵感来源于生活中的桁架桥梁，模型简约大方，线型分布合理。

采用大跨结构模型，净跨600mm,两头搭接长度各50mm，模型高200mm,左视图为等腰梯形，下底宽200mm,上底宽150mm。

模型具体视图见结构方案图。

1.3方案特点

由于桁架结构设计简约，受力明确，施工简单，不但能使平时所学的力学和结构知识得到较好的应用，而且也锻炼了具体制作施工的能力，故采用了一个桁架结构设计。

该模型最大的优点是在加载时能将荷载均匀的传给每一根杆件，最大限度的减少了零杆的使用。

此外，在制作过程中，着重考虑了受压受弯杆件的截面尺寸以及节点的布置和制作。

在模型可以承受一定荷载的前提下优化了模型的尺寸和线型。

结构采用空心纸质杆件，有效的节约了材料和自重。

此外主平面桁架部分为两个三角形从而结构稳定性得到很大的提高，侧面为等腰梯形上窄下宽同样也是为了增强稳定性。

1.4应用前景

结构采用模块化设计，与实际桥梁设计与施工有相似之处，可用于江河湖上的大跨桥梁和大型建筑物上的空中走廊等，运用前景广泛。

2结构方案图

2.1结构三维图

2.2结构正立面图

2.3结构侧立面图

2.4结构俯视图

2.5结构实物图

2.6构件汇总表

表1桁架杆件表

柱编号

构件长度/mm

制作长度/mm

截面尺寸/mm

卷纸层数

数量

FG－1

282

310

20*10

5

1

FG－2

FG－3

FG－4

FG－5

250

280

10*10

4

FG－6

FG－7

表2梁构件表

梁编号

TL－1

300

350

TL－2

380

XL－1

150

3

XL－2

364.01

200

表3斜拉构件表

编号

ZD1

160

190

ZD2

3结构计算书

3.1结构模型计算

内力部分由结构力学求解器解得。

1）

轴力图

2）

剪力图

3）

弯矩图

4）内力计算表

3.2结构静荷载承载力验算

3.3结构位移计算

1）结构位移图

由上图和上表可知最大位移小于100mm，结构位移满足要求。

4模型破坏分析

模型荷载设计值为100N，能承受10KG的重量。

但由于受实际制作工艺水平和一些不可预见的偶然因素影响，人为的设置一个保守系数Kp=0.8

故结构承重为F≥100*0.8=80N。

加载的四块铁块总重72N，在加载过程中未出现明显的位移以及失稳现象，加载试验取得圆满成功。

模型加载取得成功有以下几点原因：

1）制作模型的杆件采用了专门预制的矩形钢条，不仅杆件制作效率大大提高，而且所制的杆件质量也得到了很好的提升，各根杆件规格质量相差甚微；

2）设计采用了结构内力和线型分布都均衡的桁架结构，充分利用了受压方柱抗压能力和纸带良好的抗拉能力；

3）模型完成后得到了充分的干燥养护时间，以至于模型强度进一步增强。

附录（相关照片）