中南地区第三届结构模型大赛讲座(刘夏平).ppt

* 中南地区第三届结构模型大赛讲座 刘夏平 * 两跨渡槽结构模型的制作和加载试验 ●设计目的 ▼检阅、培养设计者分析问题、解决问题和综合应用所掌握的专业知识的能力； ▼选拔参加第三届中南地区大学生结构模型大赛作品及选手。 * ●模型要求 ●注意事项 ●影响结构承载力主要因素 ●造型 ●工艺水平 ●节点承载力 * ●桥梁结构种类 按受力情况分 梁式桥 拱桥 刚架桥 悬索桥 斜拉桥 组合桥 * ◆梁式桥 简支梁桥 P 弯矩图 PL/4 * ◆梁式桥 连续梁桥 * 连续梁桥弯矩峰值比简支梁小 * ◆拱桥 * ◆拱桥 * ◆拱桥 无推力拱桥 固结 拱受压 系杆受拉 * ◆拱桥 * ◆拱桥 * ◆拱桥 * ◆悬索桥 * ◆斜拉桥 * ◆组合体系桥 ●桁架拱桥 受力特点：存在拱脚水平推力 * 桁架拱桥 * ●桁架肋拱拱桥 * ●刚架拱桥 受力特点：存在拱脚水平推力 * ●设计经验与策略 ◆结构造型是关键 ?结构造型有：梁、拱、桁架、拉索结构、组合结构等； ?结构造型可向上布置，也可向下布置； ?结构造型必须考虑材质特点：纸的受拉性能要好于受压； ?力的传递路径要短； ?造型要简洁、美观、新颖。 √ * ◆提高压杆承载力方法 ?减少计算长度； ?采用实体截面； ?采用局部加强的环形截面； ?多种策略综合应用。 * ◆受弯构件截面 ?采用实体截面； ?采用箱形截面； ?采用工字形截面 * ◆研究结点处理方式 要求结点承载力≥构件承载力 ◆受压杆件适当采用多一些材料 ∵ 要求结构S= 承载力N 构件重量G 尽量大 抗压构件S= 构件截面积AX抗压强度f 纸容重rX构件截面积AX构件长L =Cf ∴ 在一定范围内纸越多，f越大 适当多采用材料 * ◆针对卡纸较软的特点，应采取多层、局部加强等措施； ◆支座处要有足够的加强措施； ◆一般要拟定几个方案，并做适当的内力分析，选取受力最合理的方案； ◆注意细节（往往决定成败）、工艺水平要高。 * ◆加载注意事项： 对称加载 慢速加载 第一次加载不能过大 第二次加载应适当大些 最后加载值应有所估计（破坏试验） * ◆模型制作的主要工具 直尺，三角板，圆规，量角器，戒刀，剪刀， 电钻，打磨机，木模板，内模板等。 * ◆模型破坏形态 常见主要有： 节点破坏——因节点过于复杂、相交的杆件端部外形 及截面处理不当、连接强度不够引起； 剪切破坏——因对此破坏形态估计不足，构造处理不 当而导致； 失稳破坏——因模型加工缺陷或压杆处理不当引起面 内或面外失稳。 * ◆模型的结构形式 因比赛规则规定，支座不能承受模型的水平推力，因此，比较合适的结构形式有： 连续梁 斜拉桥 悬索桥（自锚式） 梁拱组合体系等 此外，应考虑材质特点、工艺水平、结构创新等因素，通过方案比选，选出最佳方案。