结构模型计算书..doc

竹制高跷模型的制作及试验 方案设计及理论分析 二〇一三年十一月 目 录 前言 TOC \h \z \t 一级标题,1,二级标题,2 HYPERLINK \l _Toc3721856311.结构选型 PAGEREF _Toc372185631 \h 1 HYPERLINK \l _Toc3721856321.1方案构思 PAGEREF _Toc372185632 \h 1 HYPERLINK \l _Toc3721856331.2方案比选 PAGEREF _Toc372185633 \h 1 HYPERLINK \l _Toc3721856341.3关于构件的一些考虑 PAGEREF _Toc372185634 \h 3 HYPERLINK \l _Toc3721856352结构模型及主要计算参数 PAGEREF _Toc372185635 \h 4 HYPERLINK \l _Toc3721856362.1结构模型 PAGEREF _Toc372185636 \h 4 HYPERLINK \l _Toc3721856372.2主要计算参数 PAGEREF _Toc372185637 \h 5 HYPERLINK \l _Toc3721856383.受荷分析 PAGEREF _Toc372185638 \h 5 HYPERLINK \l _Toc3721856393.1人体作用分析 PAGEREF _Toc372185639 \h 5 HYPERLINK \l _Toc3721856403.2承载力计算 PAGEREF _Toc372185640 \h 8 HYPERLINK \l _Toc3721856413.3变形计算 PAGEREF _Toc372185641 \h 错误！未定义书签。 第七届全国大学生结构设计竞赛 前言 在介绍我们结构之前，我们感谢学校和学院给了我们这样一个参赛的机会，为我们提供了一个展现自我的舞台，让我们有锻炼自己动手能力的机会，我们也倍加珍惜这次机会积极参与其中争取取得好成绩。 在此，我们团队经过几周的讨论最终决定以“斜拉筒”为参赛模型，并用粗纸只做了简易模型以便参考。 本计算书是按照竞赛对理论方案的要求严密编排的，完整的包括了结构选型、结构建模以及主要的计算参数、受荷分析、节点构造、模型加工图等主要内容。同时结合我们团队的实际研究过程，本书还增加了一些诸如结构优化、主要受力杆件优化、人体动力学分析等内容，各部分恰当的组合在一起，形成了我们自己独特的见解和实践过程记录。 1.结构选型 1.1方案构思 本次比赛的踩高跷是较传统高跷有相同原理，但又更具创新，考研我们的创新和动手能力，要求参赛队伍用竹材制作一对高跷，由本队队员穿上自制的高跷完成动加载和静加载。 参赛队员需要完成动静加载过程，所以，结构可靠度方面十分重要，其次，由于竹材柔软，抗拉性能和韧性较好，所以我们可以将结构尽可能的设计的既美观又实用。由于个体重量不同，跑动方式的不同，不确定因素也不可避免，但我团队一直致力于减少不确定性，。 简约而不简单的结构： 要体现我们结构的优点，主要从“重量”“结构可靠性”“美观”三个方面着手 古代与现代的完美结合 人体与力学的 1.2方案比选 方案一 方案构思：考虑到竹材的柔韧性，受到“刀锋战士”的启发，制作了如图1所示的结构，方案一采用多根竹条粘接在一起，并在外层粘接竹皮箍，来防止构件的层间错动，并且套箍作用，提高了构件的承载力。 模型质量： 方案缺点：但是通过实验证明，方案一不能完成动静载实验，实验时发现，应力集中在中间节点，使之率先破坏，导致结构失效，并且采用多层竹片粘接会使用胶量大幅度增加，无影中增加了模型的质量。故放弃方案一的设计和制作。 图1 柔性提篮高跷 方案二 方案构思：通过方案一的实验，我们认识到有必要采取一种结构牢靠，刚度大的结构，竹材易于加工，可以很容易做出质轻高强的杆件，受到桁架桥的启示，设计了如图2所示的结构，杆件均采用箱形截面，并且等间距的粘接了横隔片，用来提高杆件的抗扭能力。 模型质量： 方案缺点：由于杆件和节点数量较多，制作复杂，并且在绕标中提速较为困难，所以，放弃方案二。 图2 刚性桁架结构 方案三 方案构思：方案二刚性桁架结构中杆件较多，而且杆件受力不明确，所以基于桁架结构设计出了图示三角结构，此种结构受力杆件较少，而且解决了左右摇摆问题，整个模型全部都是有三角形，稳定性较好。 模型质量： 方案缺点：与地面的接触面积较小，不利于选手的行走而且没有从根本上使用竹皮的抗拉性质，所以此种方案放弃。 图3 三角架结构 方案四 方案构思：虽然方案二具有可行性而且模型质量较轻，但考虑到竹皮应该利用其抗