浙江工商職業(yè)技術學院

《建筑力學與結構選型》課程大作業(yè)

結構設計方案與力學計算

作品名稱：_________________________

班級：___________________________

組長：___________________________

組員:______________________________

指導老師：___________________________

二o一一年十二月

目錄

設計說明書....................................................................1

方案構思..................................................................1

結構選型..................................................................1

方案圖........................................................................2

整體圖....................................................................2

立體圖...............................................................2

正面圖...............................................................2

俯視圖...............................................................3

側(cè)面圖...............................................................3

節(jié)點詳圖..................................................................3

計算書........................................................................5

結構參數(shù)..................................................................5

桿件力學參數(shù).........................................................5

桿件參數(shù).............................................................5

荷載分析與內(nèi)力圖.........................................................7

荷載分析.............................................................7

內(nèi)力圖...............................................................7

設計說明書

現(xiàn)代結構講究結構與建筑美學相適應，在滿足結構功能的同時體現(xiàn)建筑美。這是本

作品設計的源泉，制作承受荷載的空間桁架結構模型，具有極強的視覺沖擊與震撼，體

現(xiàn)了力與美的完美結合。

方案構思

形象是結構內(nèi)在品質(zhì)物化的外在形態(tài)，是表現(xiàn)結構內(nèi)涵和個性的形式和語言系統(tǒng)。

為使我們的結構能給人留下特別的印象，考慮從各種技術手段上來表現(xiàn)結構形象。本次

以二角形的穩(wěn)定性為基礎再加上多個二元體使之成為幾乎不變的穩(wěn)定體系，以長方體為

空間模型的基礎創(chuàng)建，再結合美學使結構更加完美。

結構選型

我們從競賽的要求與實際情況相協(xié)調(diào)的角度出發(fā)，綜合考慮材料的特點，運用桁架的承

重方式，以懸線代替拉桿，增加拉桿的強度，減輕模型的自重。其中懸線與壓桿的完美

結合體現(xiàn)了我們構思新穎和別具一格，不但擺脫了以往橋梁模型設計的外型單調(diào)死板，

而且給人以強烈的視覺沖擊，而同時又巧妙的利用了懸線抗拉的力學原理，設計的宗旨

是“結構最簡、材料最省、承載力最大。桿件的傾斜為基礎構筑桁架。整個看起來給人

以異度空間的感覺。

方案圖

整體圖

立體圖

正面圖

俯視圖

側(cè)面圖

節(jié)點詳圖

節(jié)點1節(jié)點2

節(jié)點3節(jié)點4

計算書

結構參數(shù)

說明：1—21單元為白卡紙22——23為蠟線

桿件力學參數(shù)

1.230克白卡紙彈性模量

名稱種類層數(shù)彈性模量(MPa)

156.9

230克白卡紙

2148.2

2.蠟線極限拉力

股數(shù)123458

極限力(N)48110168207225232

桿件參數(shù)

230克白卡紙做桿件的參數(shù):

桿直紙層長度EEAEI

件序號徑(mm)厚度數(shù)(mm)(MPa)

(mm)

1100.3225148.22625.8929121.16

2100.32137.5148.22625.8929121.16

3100.32137.5148.22625.8929121.16

4100.3290148.22625.8929121.16

5100.3260148.22625.8929121.16

6100.3260148.22625.8929121.16

7100.3290148.22625.8929121.16

8100.32137.5148.22625.8929121.16

9100.32137.5148.22625.8929121.16

10100.3225148.22625.8929121.16

11100.31185.8356.9520.186123.84

12100.31185.8356.9520.186123.84

1：?)100.3130056.9520.186123.84

14100.31185.8356.9520.186123.84

15100.31185.8356.9520.186123.84

16100.3112556.9520.186123.84

17100.31313.556.9520.186123.84

18100.31291.5556.9520.186123.84

19100.31291.5556.9520.186123.84

20100.31313.556.9520.186123.84

21100.3112556.9520.186123.84

其100.3117056.9520.186123.84

余橫向

桿件

注：桿件均為空心

蠟線的各項參數(shù)

序號股數(shù)長度(mm)抗拉極限(N)

222250110

232250110

荷載分析與內(nèi)力圖

荷載分析

由于結構為空間對稱結構，研究正面圖平面（如下圖）受力分析，由于力作用在板的中

抗彎剛度無窮小。

內(nèi)力圖

運用結構力學求解器求解內(nèi)力

求解器的寫入代碼;

結點，1,0,0結點,2,0.025,0結點,3,0.1625,0結點,4,0.3,0結點,5,0.39,0

結點，6,0.45,0結點，7,0.51,0結點，8,0.6,0結點，9,0.7375,0

結點,10,0.875,0結點，11,09,0結點，12,0,7375,0.125結點，13,06,0.25

結點，14,0.3,0.25結點，15,0.1625,0.125

單元，1,2,1,1,1,1,1,0單元，2,3,1,1,0,1,1,0單元，3,4,1,1,0,1,1,1

單元,4,5,1,1,1,1,1,1單元,5,6,1,1,1,1,1,0單元,6,7,1,1,0,1,1,1

單元,7,8,1,1,1,1,1,1單元,8,9,1,1,1,1,1,0單元,9,10,1,1,0,1,1,0

單元，10,11,1,1,0,1,1,1單元,10,12,1,1,0,1,1,0單元，12,13,1,1,0,1,1,0

單元，13,14,1,1,0,1,1,0單元，14,15,1,1,0,1,1,0單元，15,2,1,1,0,1,1,0

單元，15,3,1,1,0,1,1,0單元，15,6,1,1,0,1,1,0單元,6,14,1,1,0,1,1,0

單元,6,13,1,1,0,1,1,0單元,6,12,1,1,0,1,1,0單元,9,12,1,1,0,1,1,0

單元,4,14,1,1,i,1,1,0單元，13,8,1,1,0,1,1,1結點支承，1,6,0,0,0,0

結點支承,2,6,0,0,0,0結點支承，10,6,0,0,0,0結點支承，11,6,0,0,0,0

單元材料性質(zhì)，1,10,2625.89,29121.16,0,0,-1

單元材料性質(zhì)，11,21,520.18,6123.84,0,0,-1

單元材料性

質(zhì),22,23,110,0.0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

0000000001（相當于無窮?。?0,0,-1結點荷載,5,1,1,-90結點荷載,7,1,1,-90

彎矩圖

內(nèi)力計算

桿端內(nèi)力值（乘子=D

桿端1桿端2

單元碼軸力剪力彎矩軸力剪力彎矩

10.000000000.000000000.000000000.000000000.000300000.00000000

2-0.000000000.000000000.000000000.000000000.000300000.00000000

3-0.000000000.162480160.00000000-0.000000000.162180160.02234102

4-0.000000000.251059860.02234102-0.000000000.251059860.04493641

5-0.00000000-0.718910140.04493641-0.00000000-0.748940140.00000000

60.000000000.748910150.000000000.000000000.748940150.04493641

70.00000000-0.251059860.044936410.00000000-0.251059860.02234102

80.00000000-0.162480160.022341020.00000000-0.162480160.00000000

90.000000000.000000000.000000000.000000000.0001)00000.00000000

100.000000000.000000000.000000000.000000000.000300000.00000000

11-1.48660687-0.000000000.00000000-1.48660687-0.00000000-0.00000000

12-1.32320938-0.000000000.00000000-1.32320938-0.00000000-0.00000000

13-1.460000000.00000000-0.00000000-1.460000000.000900000.00000000

14-1.32320938-0.000000000.00000000-1.32320938-0.000000000.00000000

15-1.486606870.000000000.00000000-1.486606870.000900000.00000000

160.162-18016-0.000000000.000000000.16248016-0.00000000-0.00000000

17-0.13183764-0.000000000.00000000-0.13183764-0.00000000-0.00000000

180.934710050.00000000-0.000000000.934710050.000300000.00000000

190.93471005-0.00000000-0.000000000.93471005-0.000000000.00000000

20-0.131837610.00000000-0.00000000-0.131837640.000300000.00000000

210.16248016-0.000000000.000000000.16248016-o.00000000-0.00000000

220.088579700.000000000.000000000.088579700.000900000.00000000

230.0H8579700.00000000-0.000000000.088579700.000300000.00000000

位移計算

桿端位移值（乘子=D

桿端1桿端2

單元碼U-水平位移v-豎直位移-轉(zhuǎn)角u-水平位移V-豎直位移-轉(zhuǎn)角

10.000000000.000000000.000000000.000000000.000300000.00000000

20.000000000.00000000-0.01126954-0.00000000-0.00154956-0.01126954

3-0.00000000-0.00154956-0.00141502-0.00000000-0.00215662-0.00441496

4-0.00000000-0.00215662-0.00441496-0.00000000-0.00255397-0.00441486

5-0.000000000.00255397-0.00441486-0.00000000-0.00281886-0.00441481

6-0.00000000-0.002818860.00441481-0.00000000-0.002553970.00441186

7-0.00000000-0.002553970.00441486-0.00000000-0.002156620.00111196

8-0.00000000-0.002156620.00441496-0.00000000-0.001549560.00441502

9-0.00000000-0.001519560.011269540.000000000.000300000.01126951

100.000000000.000000000.000000000.000000000.000300000.00000000

110.000000000.000000000.00838752-0.00065548-0.001510520.00838752

120.000655480.001510520.00092233-0.00042101-0.001955310.00092233

13-0.00012101-0.00195531-0.000000000.00042101-0.00195531-0.00000000

140.00042101-0.00195531-0.000922330.00065548-0.00151052-0.00092233

150.00065548-0.00151052-0.008387520.000000000.00030000-0.