桥梁设计大赛计算书文档格式.docx
《桥梁设计大赛计算书文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《桥梁设计大赛计算书文档格式.docx（28页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
②一辆小车加砝码P’=120N，考虑动荷载影响P=1.2P’=144N
③一辆小车在两榀桁架上荷载分配的原则如图1-5
图1-5
P1=0.25P=36N
P2=0.75P=108N
考虑每辆小车轮距，将一辆小车及砝码的荷载简化为两集中力Q1和Q2
Q1=0.5P2=18N
Q2=0.5P1=54N
则桥梁计算简图如图1-6
图1-6
按照图1-6将计算简图输入结构力学求解器，将集中荷载依次作用在各单元中间位置，得出各杆件所受最大轴力和弯矩值，依次列在附表1-5，再将集中荷载依次作用在各结点位置，同样得出各杆件所受最大轴力和弯矩值，依次列在附表6-9，此数据作为设计最终依据。
1.3.5计算示例
材料性质：
木材E=
Mpa，抗拉强度ft=30MPa
查阅有关资料可知：
木材抗压强度fc=30MPa，抗弯强度fm=20MPa，抗剪强度fv=2Mpa
从表1-9可知，杆件单元共分为三类。
一、受拉构件；
二、受压构件；
三、压弯构件。
以下每类杆件均举例说明计算过程，其余不再列出。
另在结构中还存在拉弯和受剪构件，因其对结构影响较小，在此忽略不计。
一受拉构件，以单元1为例
A>
=
=8.5mm2
选截面2×
6mm的杆件
二受压构件，以单元23为例
试选5×
6杆件
i=
=62.5/30=2.1
λ=
=192/2.1=133.02>
75
ψ=3000/λ2=0.17
N/ψfc=
＝19.7mm2
选5×
6杆件合适。
三压弯构件，以单元10为例
试选如图1-7截面
图1-7
由图1-7知：
A=52mm2，Ix=497.33mm4，ix=3.093mm，Iy=169.33mm4，iy=1.81mm，Wx=
=99.47
由图1-1知：
Lox=l0y=120mm
强度验算：
=0.98<
1
强度满足要求
刚度验算：
λx=Ix/ix=120/0.093=38.8<
[λ]=120
λy=ly/iy=120/1.81=66.3<
刚度满足要求
稳定性验算：
A平面内
K=
=0.489
Φm=（1-K）2=0.261
Φ=1/[1＋（λ/80）2]=
=0.81
N/（ΦΦmA）=
=25.71N/mm2<
fc=30N/mm2
B平面外
N/（ΦyAfc）+[M/（ΦlNfm）]2=
=0.4<
满足稳定性要求
图1-7截面适合。
其余各杆件算法与此相同，不再一一列出，以上公式皆取自《木结构设计规范GB50005—2003》。
最终各单元截面选择见附表10、11。
2节点设计
2.1节点构思
经过实验，胶水粘结可以承受的力比材料本身的只强不弱，但考虑到构件用胶水粘结时，接触面积较小，为增加构件之间粘结强度，用1×
55mm木板做成垫片，辅助粘结。
同样原理，细杆与其他杆件连接时，不用正面粘结，而用侧面。
且为增加胶结强度，特别对结点粘结处进行砂纸打磨处理，以增加其摩擦力。
并对于多结点交接处，滴加更多胶水，以增加粘结力。
2.2节点详图
图2-1节点1实际详图
图2-2节点2实际详图
图2-3节点6实际详图
3设计总结
①结构整体采用桁架结构，既满足受力均匀的要求，同时又保证了计算、施工的方便；
②计算过程利用结构力学求解器软件，使结果更准确，为设计提供了有效依据；
③交点多的节点，采用1×
55mm薄片做垫片，既充分利用了材料，又使节点承载力有了显著提高；
④桥梁中只承受拉力的单元做到了足够多，此设计较多的减少了桥身自重；
⑤施工精细，节点、杆件处理分毫不差，每根杆件都根据连接做出相应角度坡口，真正地诠释了桥梁的名字“步步精心”。
4破坏分析
①动荷载影响可能估计不足，实际加载过程中，可能因此破坏；
②节点胶水过少，或者因温度变化开裂，造成粘结强度降低；
③木材本身有结点，截面削弱，虫眼等因素；
④结构不对称，加载时整体失稳，发生脆性破坏。
附录
附表1Q1作用在单元13和14，Q2作用在单元5和6（见图附-1）
单元码
杆端1
杆端2
轴力N
剪力N
弯矩N.mm
77.49
0.00
0.30
2
66.00
3
82.11
0.01
1.60
4
108.95
-0.01
5
-100.56
-8.79
10.71
115.62
6
-9.94
9.56
92.44
7
-58.76
-1.42
0.08
12.47
8
-1.15
0.35
-36.09
9
-72.75
-0.25
1.25
23.54
10
-1.28
0.22
-40.60
11
-81.44
-0.76
0.74
-41.88
12
2.64
4.14
365.50
13
-203.18
-26.66
28.84
496.33
14
-31.89
23.61
15
220.12
0.03
3.36
16
141.22
17
-60.73
18
78.89
19
-78.31
20
6.33
21
-7.58
22
10.82
23
-11.58
24
-27.27
25
26.83
26
-20.66
27
-1.24
28
-2.53
29
1.91
附表2Q1作用在单元12和13，Q2作用在单元6和7（见图附-2）
139.72
0.54
117.26
137.21
2.04
145.53
-0.02
-134.33
-1.91
-0.41
-139.45
-6.83
12.67
210.63
-106.04
-9.91
9.59
191.86
-3.37
-1.87
-122.99
-130.67
0.87
2.37
71.48
-3.09
-1.59
-209.31
-153.85
4.76
6.26
452.16
-24.77
30.73
809.46
-237.73
-35.76
19.74
-151.64
0.51
2.01
257.56
3.70
232.60
-19.23
24.94
-97.43
22.62
-14.49
21.47
-17.96
-33.00
8.31
-6.42
-12.97
-5.46
-31.03
附表3Q1作用在单元11和12，Q2作用在单元7和8（见图附-3）
205.96
0.80
170.05
164.87
2.17
161.26
-148.85
-3.06
-1.56
-277.45
1.19
2.69
-44.28
-146.31
-6.05
13.45
400.13
-12.92
6.58
19.94
-187.32
-1.51
-71.16
1.70
3.20
222.82
-205.39
-20.82
34.68
1054.42
-35.46
20.04
129.41
-214.55
-5.56
-4.06
-447.45
2.98
4.48
232.44
0.02
3.14
241.62
7.04
-9.20
-28.25
-0.92
-29.84
27.65
-38.01
-9.41
-3.62
2.76
-26.37
1.71
-70.14
附表4Q1作用在单元10和11，Q2作用在单元8和9（见图附-4）
251.43
1.17
215.19
181.61
2.41
180.03
-166.18
-3.04
-1.54
-274.76
-0.34
1.16
-226.15
-169.72
3.13
4.63
239.53
-10.95
8.55
95.71
-248.74
-6.37
13.13
501.75
-25.43
30.07
779.78
-205.82
-30.33
25.17
470.66
-7.29
-5.79
-314.20
-199.73
-0.84
0.66
-324.69
1.96
3.46
216.38
2.89
218.10
1.29
-1.73
7.19
-73.02
-4.32
53.70
-72.80
3.31
-15.58
-38.57
-32.46
附表5Q1+Q2作用在单元9和10（见图附-5）
247.10
1.39
200.69
2.65
197.87
-182.64
-3.38
-1.88
-315.22
0.27
1.77
-192.93
-185.34
0.78
2.28
-9.16
2.20
345.20
-282.64
-29.06
44.44
1267.64
-44.44
29.06
-3.70
-2.20
-2.28
-0.78
-1.77
-0.27
1.88
3.38
2.15
-2.83
0.13
-98.86
56.90
-0.08
-88.87
附表6Q1作用在结点12和13，Q2作用在结点5和6（见图附-6）
108.77
0.42
91.69
升级会员 