风之翼设计说明.pdf

“风之翼”设计说明 “风之翼”设计说明 一、概述 设计团队：风 团队成员：吴鹏 许德旺 朱晶 此次的比赛题目是设计一个体育场悬挑屋盖结构，经过仔细阅读此次结构竞赛的题目， 我们发现题目中的几个要点。 首先，对于结构模型大小，题目做了严格的规定，底面积为 600mm*800mm,挑棚前端至少 有650mm 高。对于挑棚下的观众看台，也严格规定了，剖面为上底150mm，下底800mm，高为 340mm 的梯形。至于挑棚的结构形式完全由我们自己设计。 其次，对于模型的加载，此次比赛分为静荷载和风荷载两种。静荷载为在距挑棚前端60mm 处加一20mm*20mm*600mm 的重约1.88kg 的铁条，考验悬挑结构的承载能力。风荷载为在悬挑 屋盖前 1m 处设置一鼓风机，进行两档风速加载，第一档为9m/s，第二档为12m/s，考验结构 的刚度。且两次加载过程中模型均不能有破坏，否则即视为失败。 最后，此次比赛的成绩计算相对于之前，复杂了不少，结构的质量轻与否在很大程度上 决定了最终的成绩，同时模型整体的刚度也是很重要的评分标准。 在对以上三个方面做了综合考虑后，我们设计出了“风之翼” “风之翼”完整设计图 “风之翼”2 “风之翼”设计说明 二、结构选型及建模 为了更好、更合理的设计出优秀的悬挑结构，我们团队的成员在假期收集了很多已建成 或待建的体育场悬挑结构资料。发现悬挑结构中有很多案例采取了悬索斜拉的方案，如下面 的事例图片所示： 但是真正的结构并不能完全 采纳到我们的设计方案中，由于 在实际施工中，体育场的悬挑结 构一般都是钢材构成，为了提升 结构的新颖与美观，悬挑结构中 采取了很多曲线设计。而对于我 们即将用木质材料做结构设计， 几乎是无法实现，如果非要强求 用木质材料做出曲线结构，不仅 操作难度很大，且影响结构的强 度。于是在我们的设计中更多的 采取直线设计，从而我们得到如 右图的单元结构图： 这是一个类似于塔吊的单元体，则我们在设计其空间结构时，可以借鉴塔吊悬臂梁的桁 架结构，由此我们可以得到一个空间内的单元图，如下： “风之翼”3 “风之翼”设计说明 其中轴网的空间坐标数据如下： X 方向上轴网坐标（单位：mm） A B C D E F G H I J K L M N O P Q 0 60 120 180 240 300 360 420 480 530 580 630 680 725 770 815 860 Y 方向上轴网坐标（单位:mm） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 Z 方向上轴网坐标（单位：mm） Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z9 Z10 Z11 Z12 0 209.41 220 230.59 241.18 250.88 259.71 268.09 276.03 300 500 550 将上图的空间单元结构沿Y 轴复制平移4 次便可以得到完整的结构设计图，如下： “风之翼”4