力学结构模型理论方案.doc

混凝土肋梁楼盖模板支撑体系模型设计与制作 理论方案 作品名称：柱中之骄 参赛班级：　建工1305班 　　　　 参赛队名：　探柱者　　　　　　　　 参赛队员：　易丽苹　　张东梅　 　　　　　　孙石东　　潘德毅　　　　 廖世勇 联系方式 广西建设职业技术学院土木工程系 力学模型竞赛组委会 二O一四年 摘要 根据竞赛规则要求，我们采用弹性模量是1500MPa、顺纹抗拉强度22.2MPa、抗压强度7.0MPa的白卡纸卷成空心圆形的立杆、水平杆和斜杆。经过的我们反复研究和实验，我们才决定用如图所示模型，改变了传统的结构体系，这样不仅减轻了自重，而且还大大增加模型的承载力，使得模型荷重比：的值加大，而取得更大的经济效益。我们从模型制作的材料抗压特性，抗拉特性，单向简洁静力加载大小要求、最佳结构设计思路等方面出发，结合节省材料，经济美观，承载力强等特点，采用比赛提供的白卡纸等材料精心设计制作了“柱中之骄”结构模型，该模型为四层的框架梁柱体系结构，对于反映了当代房屋风格具有重要的现实意义和针对性。通过模型的设计和制作，使我们在结构知识运用能力、创新能力、动手能力、团队协作精神等方面得到全面提升。 关键词：减轻自重 增加承载力 空心圆形杆 节省材料 经济美观 一、方案构思 桁架结构渐渐地出现在我们的生活中，所以我们的模型类似与桁架结构，该模型主要承受竖直荷载，但是竖直荷载的作用下，水平杆就会受到力的作用，这时对结构的刚度要求较高。 （1）本结构主要构思是想利用四根柱子的轴力来抵抗竖直荷载的作用，用斜杆和水平杆提高模型的刚度。 （2）设计的总原则是：尽可能利用白卡纸的抗拉性能，及抗压性能来抵抗荷载的作用，从而提高模型的整体承载力。 方案图的展现 ： 节点详图 模型搭接详图: 主要构件 计算书的过程 结构计算简图的选取 荷载内力分析：立杆受到的力是竖直向下的力，因此原则上只受到竖直向下的轴力作用。 承载能力估算：通过以上的受力分析，只要求出四根立杆的极限压力，就可以基本确定整体模型的承载能力 如图所示：立杆受到轴力作用 立杆一端固定一端自由u=2，L=0.6m,外径D=9+2×2×0.3=10.2mm,内径d=9mm,白卡纸E=1500MPa, 四根立杆总共的极限承载力： 但是因为卷杆施工工艺有限、后期养护不到位等因素存在，就会导致杆件不够笔直、内部起鼓或粘结力不够，内部起皱引起应力集中等现象。所以要相应乘以一个折减系数，取=0.1。 由牛顿第二定律可得： 所以我们预测我们的模型当承载力约是40kg时，立杆就会受压弯曲变形，最后导致整个模型坍塌被破坏。 俯视图 结构布置图 结构作品效果图 斜杆和水平杆： 外径4.6mm 内径4mm