1、追求卓越 走向成功湖北省第二屆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽計(jì)算書(shū) 作品名稱(chēng)： 虹之橋 參賽學(xué)校： 武昌理工學(xué)院 專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)： 土木工程 參賽隊(duì)員： 延法河 劉 鑫 湯 正 指導(dǎo)老師：魯曉俊 李永信 楊為琳 陳執(zhí) 日 期： 2014-5-20 湖北省大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽 虹之橋 圖18 二級(jí)加載剪力圖圖19 二級(jí)加載支座反力平面圖圖20 二級(jí)加載支座反力空間圖3.三級(jí)加載作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，變形分析 根據(jù)三級(jí)加載規(guī)則，是在一級(jí)加載區(qū)再各加上同一鐵塊，由midas軟件分析結(jié)果顯示結(jié)構(gòu)受力變形圖21 三級(jí)加載變形形狀圖22 三級(jí)加載位移等值線(xiàn) 圖23 三級(jí)加載應(yīng)力圖 五、強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性驗(yàn)算 根據(jù)midas軟件建立的模

2、型加載分析結(jié)果可知,結(jié)構(gòu)剪力最大值為，彎矩最大值為,軸力最大值為，主要構(gòu)件處于復(fù)合受力狀態(tài)。構(gòu)件受橫向力、軸向力和剪力共同作用，桿件發(fā)生組合變形?？上扔?jì)算橫向力和軸向力引起截面上的正應(yīng)力，然后單獨(dú)考慮剪力引起的切應(yīng)力，從而求出最大主應(yīng)力。桿件的材料性質(zhì)為：四層方形截面20mm構(gòu)件的受壓彈性模量，不失穩(wěn)的情況下紙管的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為;受拉彈性模量為，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為。（1）桿件的強(qiáng)度驗(yàn)算：截面為方狀薄壁截面,其截面參數(shù)為：D=20.52mm ， d=20mm,A=21.07mm2,W=140.52mm3根據(jù)模型二級(jí)加載內(nèi)力分析結(jié)果:最不利的桿件剪力較小可不計(jì)； ,根據(jù)材料的屬性，紙張的屈服強(qiáng)度為

3、10.65Mpa，因此結(jié)構(gòu)在動(dòng)載和靜載組合作用下處于安全狀態(tài)。剛度驗(yàn)算 根據(jù)四級(jí)加載的位移（撓度）變形圖可知，三個(gè)測(cè)點(diǎn)的撓度和值較小。因此本模型的剛度滿(mǎn)足規(guī)定要求。桿件整體穩(wěn)定性驗(yàn)算 桿件穩(wěn)定性驗(yàn)算，我們主要根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性驗(yàn)算公式進(jìn)行。其中需要受力最不利的桿件做穩(wěn)定性分析，截面參數(shù)如下：A=20.07mm2,I=1441.8mm4, 。 支座假定為兩端鉸接，取最不利狀態(tài)，取,已知。近似取，其中,所以根據(jù)壓彎構(gòu)件平面內(nèi)穩(wěn)定性計(jì)算公式可知：由鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定檢驗(yàn)公式可知，該桿件滿(mǎn)足平面內(nèi)穩(wěn)定性要求。因?yàn)殇摬牡男阅芘c紙張這種復(fù)合型材料相比其性能上有很大的差異，利用該公式只是對(duì)桿件的近似估計(jì)，可能誤差

4、會(huì)比較大。結(jié)語(yǔ) 在近一個(gè)月的備戰(zhàn)過(guò)程中，我們整個(gè)小組的每個(gè)成員都為此付出很多，很多時(shí)候?yàn)榱艘粋€(gè)節(jié)點(diǎn)的處理方式而絞盡腦汁，或者為了一種工藝而冥思苦想。在這個(gè)過(guò)程中我們做了很多試件和模型，不斷追求最優(yōu)的方案，一次次的失敗經(jīng)驗(yàn)讓我們懂得如何更好的在下一個(gè)模型上做出小小的進(jìn)步，有失敗有成功，有過(guò)氣餒，不過(guò)更多的時(shí)候想到的是不放棄和堅(jiān)持。 模型的制作是枯燥的，不斷的計(jì)算桿件長(zhǎng)度，不斷地測(cè)量桿件搭配，只為得到一個(gè)合理的結(jié)構(gòu)，。我們不斷地進(jìn)行優(yōu)化，不斷尋求一個(gè)好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一個(gè)滿(mǎn)足要求又節(jié)省材料的桿件形式，不斷探討受力合理性與自重的平衡，為一牛與一克而“斤斤計(jì)較”，不斷解決試驗(yàn)出現(xiàn)的問(wèn)題，然后設(shè)計(jì)出合理的模型。 從模型的制作、試驗(yàn)，到最終