结构建模课程设计心得模版.docx
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结构建模课程设计心得模版
课程设计
题目:
结构模型设计、制作及加载
教学院:
土木建筑工程学院
专业:
2011土木工程2班
学号:
2
学生姓名:
伍国强
指导教师:
罗高作、缑勇
2014年6月24日
一、课程设计成绩评定表
二、课程设计任务书
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
学生姓名:
伍国强专业班级:
2011土木工程2班
指导教师:
罗高作、缑勇工作部门:
土木建筑工程学院
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
结构方案设计并优化
周三
制作结构模型
周四
制作结构模型
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
282
310
20*10
5
1
FG-3
282
310
20*10
5
1
FG-4
282
310
20*10
5
1
FG-5
250
280
10*10
4
1
FG-6
250
280
10*10
4
1
FG-7
250
280
10*10
4
1
表2梁构件表
梁编号
构件长度/mm
制作长度/mm
截面尺寸/mm
卷纸层数
数量
TL-1
300
350
20*10
4
2
TL-2
350
380
20*10
2
4
XL-1
150
150
10*10
3
3
XL-2
364.01
200
10*10
3
3
表3斜拉构件表
编号
构件长度/mm
制作长度/mm
截面尺寸/mm
卷纸层数
数量
ZD1
160
190
150
1
2
ZD2
190
190
150
1
2
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
2)
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)