结构设计大赛理论方案设计设计Word格式.docx

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团队精神：

结构有形梦想无限承载希望建筑未来

1、作品摘要

2、结构计算书

位移计算

3、结构方案图

4、承载能力估算

1、作品摘要：

本作品结构为框架结构，其优点为建筑平面布置灵活，使用空间大，延性较好。

但是，框架结构由于其抗侧刚度较差，水平力作用下侧向变形较大，所以设计中应合理地布置抗侧力构件，减少水平力作用下侧向变形；

平面布置宜规如此、对称，并应具有良好的整体性；

结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小〔不应在同一层同时改变构件的截面尺寸和材料强度〕，防止抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。

我们组的结构为六层的矩形框架结构，由四个直径从下向上逐渐增大的渐变形圆柱支撑整体，柱在节点处保持连续、刚接；

横杆、斜杆与柱铰接。

从而在一定程度上满足了设计要求。

2、计算书：

：

我们组的结构为六层的矩形框架结构，有四个渐变形圆柱支撑整体，层高133mm，建筑总高985mm。

结构受力体系为两榀平面桁架，因此可以选平面结构进展内力计算。

为简化计算，认为根底底部为刚接；

柱在节点处保持连续、刚接；

荷载：

模型顶部为15Kg〔150N〕的竖向荷载，侧向最大加5Kg〔50N〕的冲击荷载。

对于冲击荷载的计算，重物G从10cm处自由落体，可知其最大速度为V1=√2gh，再由动量定理可得，Ft=mv，F=m√2gh/t，考虑冲击时间为0.25s，可得F=28.3N，所以得出冲击荷载为F1=28.3+50=78.3N。

考虑冲击时绳子完全回弹如此V2=―V1=―√2gh，所以的F2=―2m√2gh/t=―56.6，得出冲击荷载为56.5+50=106.6。

综上所述，真实情况在两者之间，考虑安全因素取106.6N。

荷载分项系数和组合系数均取1.0。

2.3.1截面性质分析：

虽然柱子为渐变形柱子，但考虑安全因数，所以按最小的截面进展验算。

查资料知，白卡纸的弹性模量E=1459MPa，所以得柱的抗拉〔压〕刚度为EA1=165009N，抗弯刚度EI=1353074N拉〔压〕杆的抗拉刚度为EA2=73337N，EI=249347N

2.3.2内力分析计算：

采用清华大学开发的结构力学求解器进展计算：

其命令如下：

结点,1,0,0

结点,2,0,133

结点,3,0,266

结点,4,0,399

结点,5,0,532

结点,6,0,665

结点,7,0,798

结点,8,150,798

结点,9,150,665

结点,10,150,532

结点,11,150,399

结点,12,150,266

结点,13,150,133

结点,14,150,0

结点支承,14,6,0,0,0,0

结点支承,1,6,0,0,0,0

单元,1,2,1,1,1,1,1,1

单元,2,3,1,1,1,1,1,1

单元,3,4,1,1,1,1,1,1

单元,4,5,1,1,1,1,1,1

单元,5,6,1,1,1,1,1,1

单元,6,7,1,1,1,1,1,1

单元,7,8,1,1,0,1,1,0

单元,8,9,1,1,1,1,1,1

单元,9,10,1,1,1,1,1,1

单元,10,11,1,1,1,1,1,1

单元,11,12,1,1,1,1,1,1

单元,12,13,1,1,1,1,1,1

单元,13,14,1,1,1,1,1,1

单元,2,13,1,1,0,1,1,0

单元,3,12,1,1,0,1,1,0

单元,4,11,1,1,0,1,1,0

单元,5,10,1,1,0,1,1,0

单元,6,9,1,1,0,1,1,0

单元,8,5,1,1,0,1,1,0

单元,5,12,1,1,0,1,1,0

单元,12,1,1,1,0,1,1,0

结点荷载,7,1,37.5,-90

结点荷载,8,1,37.5,-90

结点荷载,8,-1,53.3,180

单元材料性质,19,21,73337,249347,0,0,-1

单元材料性质,1,6,165009,1353074,0,0,-1

单元材料性质,8,13,165009,1353074,0,0,-1

单元材料性质,7,7,73337,24934773337,0,0,-1

（乘子=1）

--------------------------------------------------------------------------------------------

杆端1杆端2

--------------------------------------------------------------------------------------------

单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩

----------------------------------------------------------------------------------------

杆端位移值（乘子=1）

单元码u-水平位移v-竖直位移-转角u-水平位移v-竖直位移-转角

2.4.3内力图：

弯矩图剪力图

轴力图

4、承载能力估算：

在50N的冲击力作用下水平侧移不超过5cm，竖向荷载不超过150N