结构设计课程总结

结构设计课程总结学院：土木学院专业：工力一班姓名：孙军学号：070120126一 结构设计大赛的意义 3二 结构体系概述 3三 结构设计大赛的题目 3四 评定标准 4五 结构设计的步骤 5六 方案上需重点考虑的几点 5七 问题解决方案 6八 实验分析及结果 6九 感想认识 7一、结构设计大赛的意义：结构大赛时一项极富创造性、挑战性的科技竞赛。它以结构设计 制作实验项目为载体，探索做中学、学中做、理论联系实际的教学模 式。旨在通过对所学知识的综合运用和团队精神，提高同学的动手能 力和思维能力，突出创新精神，加强同学之间的合作与交流，培养学 生提出问题，分析问题，解决问题的能力团队精神，丰富同学的课余 生活。结构设计大赛可以很好地将课堂理论与实际结合起来，培养大 学生的设计与计算能力。二、结构体系概述 ： 纵观当今高层建筑结构体系，一般有： 框架结构：（缺点：侧向刚度小，侧移较大）框-剪结构体系：（缺点：对结构设计大赛而言，自重较大） 巨型桁架结构体系：（经典案例为香港中银大厦，由贝聿铭设计，全 楼可以说是结构美 和建筑美的统一。建筑即结构，结构即建筑。三 角形的受力简洁明快，巨型立柱对角布置 ，使得抗倾覆力臂达到最 大，而从底到顶不断缩进，使得结构受力极为合理。这是我最喜欢 的建筑之一） 筒体结构体系：（西尔斯大厦应该说也是建筑和结构统一的又一著名 案例，成束筒向上 逐渐截断，简单却又完美，我最喜欢的建筑之二） 框筒结构体系：（著名的建筑如汉考克大厦，核心筒+斜撑）三、结构设计大赛的题目：1用木条和乳胶设计制作如图房屋结构模型。模型结构的外形尺寸：值为2.5KN。通过抽签确定在房屋的顶部和宽度方向作用两个水平荷载。结构水平向承载能力不小于竖向荷载总值的10%。四、评定标准：1. 结构造型与体系： 按模型结构的构思、造型和结构体系的合理性、实用性和创新性评分。2. 理论分析： 内容应包括：设计说明书、方案图和计算书。设计说明书应包括对方 案的构思、布局、功能、结构选型及其他有特色方面的说明；方案图 应包括结构整体布置图、主要构件详图和方案效果图；计算书应包括 计算模型、荷载分析、内力分析、承载能力估算等。按设计说明书、方案图和计算书内容的完整性、正确性评分。3. 模型制作： 按模型制作工艺情况评分。4. 叙述答辩： 按现场叙述和答辩情况，由评委当场给分。5. 加载试验：按模型水平向荷载与自重比高者为优五、结构设计的步骤：1依据要求设计结构总体方案（选择结构型式：）竖向承重体系的形 式：墙、柱、排架、框架、桁架等；水平向承重体系的形式：板、梁、 桁架、拱、网架、悬索等。2根据荷载情况及其它要求对结构型式进行初步分析估算，如何抵抗竖向荷载，如何抵抗水平荷载等，确定结构方案。3结构的分体系分析,竖向分体系分析，水平分体系分析。4结构计算模型（简图）分析5结构内力计算6结构构件设计7结构构造设计8施工图绘制六、方案上需重点考虑的几点：1. 模型简单与复杂的取舍。关键是找到矛盾的结合点；2. 支撑的加减，需仔细琢磨；3. 结构的抗扭；4. 养护是制作中非常重要的一个环节。方形柱梁只要稍微养护下就 行，不会出现弯扭得现象养护时先将圆棒插入已经制作好的构件中， 然后将构件整齐放好，用电吹风吹干。注意吹得时候尽量的保证柱均 匀受热；5. 结构拼装好后，先用电吹风吹干结构，发现有地方比较弱随时加胶补强；6内层矩形尺寸可稍微减小，在需要弯折的地方用圆珠笔划痕，然 后均匀涂胶，粘贴；7仔细观察木材会发现顺、逆纹的差别。一般来说，沿长边方向是 顺纹，沿短边方向是逆纹。讨论顺和逆的差别基于两点：第一主要是 施工上的因素，沿顺纹锯时要方便得多，也更顺手些；第二，强度上 的因素，顺纹方向强度稍大于逆纹方向。因此，在制作构件过程要尽 量注意沿顺纹裁剪；8.基础问题：这个是需要认真计算和考虑的。其抗倾覆能力的强弱直 接决定了加载成功或失败；9.施工，毫无疑问是比赛中最重要的，也是受干扰最大的一环。质量 的好坏对最终荷载有很大影响。七、问题解决方案：1 为充分发挥木材的受力性能，本结构主要采用桁架模式，全部由拉 杆和压杆组成，竖向集中荷载由斜压杆传递至侧向竖杆，为保证侧向 竖杆的稳定性，加设斜杆，同时以此来抵抗侧向水平力。2.结构为了抵抗，在四面加上交叉的斜撑，以增加其稳定性。3 基础使用四更水平拉杆，增加基础的强度和稳定性。4 在制作节点时，可以用圆柱穿过斜杆，使节点铰接。八、实验分析及结果：试验分析：承载力计算宽度方向加载-341.94长度方向加载-424.33竖向轴力-423.82最大轴力-424.33-474.25-603.8-565.03-603.8-647.58-509.42-565.03-647.58-512.89-424.33-423.82-512.89-647.58-603.8-565.03-647.58-146.29-136.48-131.67-146.29-146.29-137.08-131.67-146.29-126.74-137.08-131.67-137.08-126.74-136.48-131.67-136.48-443.9-443.6-441.24-443.9-443.9-443.6-441.24-443.9-413.81-409.46-394.57-413.81-413.81-409.72-394.57-413.81-403.78-409.46-394.57-409.46-403.78-409.72-394.57-409.72579.96455.37505.28579.96579.96539.87505.28579.96580.51455.35505.28580.51580.51539.88505.28580.51422.99455.37505.28505.28422.99539.87505.28539.87422.43455.35505.28505.28422.43539.88505.28539.88-269.04-322.46-357.42-357.42-441.01-322.46-357.42-441.01-441.01-382.13-357.42-441.01-269.04-382.13-357.42-382.13-376.16-276.25-362.1-376.16-376.16-443.39-362.1-443.39-338.46-443.39-362.1-443.39-338.46-276.25-362.1-362.1482.32587.34480.99587.34474.34587.39481.03587.39466.16587.34480.99587.39482.32367.79480.99482.32474.34367.95481.03481.03466.16367.79480.99480.99274.87148.04263.03274.87554.84479.45533.65554.84274.87273.04263.03274.87270.12148.04263.03270.12524.22479.45533.65533.65270.12273.04263.03273.04273.55273.02263.03273.55461.03501.05515.75515.75146.48273.02263.04273.02273.55273.06263.04273.06461.03543.19515.75543.19146.48273.06263.04273.06-13.89-54.32-0.04-54.32-13.8953.94-0.0453.9413.5253.94-0.0453.9413.52-54.32-0.04-54.32-542.01-657.01-537.85-657.01-542.01-411.27-537.85-542.01-518.84-657.01-537.85-657.01-518.84-411-537.85-537.85-469.65-583.46-468.46-583.46-469.65-363.93-468.46-469.65竖向载荷有明确的传递路线，结果比较理想，担水平方向承受荷载不 是太理想，一方面是由于节点处利用有限的面积连接，处理并不好 不牢固；另一方面，侧面是一个独立的单元体系，这大大降低了结构 抵抗荷载的能力。稳定性计算拉压求得的截面面积结构稳定所能受的（KN）截面尺寸杆件长度-56.5031.2375214158,8223.61-42.4330.9900171328,8250-60.381.2375214158,8223.61-64.7581.5469017698,10223.61-51.2890.9900171328,8250-64.7581.5469017698,10223.61-14.6290.3867254428，8400-14.6290.3867254428，8400-13.7080.3867254428，8400-13.6480.3867254428，8400-44.390.6036689838,8320.16-44.390.6036689838,8320.16-41.3810.6875118978,8300-41.3810.6875118978,8300-40.9460.6875118978,8300-40.9720.6875118978,8300-35.7420.3867254428,16565.69-44.1010.4834068038,20565.69-44.1010.4834068038,20565.69-38.2130.3867254428,16565.69-37.6160.4267315228,20602.08-44.3390.4267315228,20602.08-44.3390.4267315228,20602.08-36.210.4267315228,20602.08-5.4320.0636682134,3160.08-5.4320.0636682134,3160.08-65.7011.5469017698,10223.61-54.2011.5469017698,10223.61-65.7011.5469017698,10223.61-53.7851.5469017698,10223.61-58.3461.9336272118,10200-46.9651.9336272118,10200稳定性满足。最终试验结果竖向承受250Kg,水平承受104Kg。九、感想认识：1 为例提高整体稳定性及刚度，可以把宽度方向也设计桁架。这样， 长度方向和水平方向的桁架就组成一个整体，使结构抵抗水平方向荷 载的能力大大的加强，这样就可以节省下宽度方向的两根水平拉杆和 之前加在竖向桁架上的斜拉杆，减轻整体比重，一举两得。2.两个斜撑在节点处的连接。一般做法是先做两根斜撑，然后利用白 乳胶与柱连接。这种做 法的缺点是经常由于不小心使某根斜撑脱 落。我们可以直接做一根长的斜撑， 然后折一下形成两根斜撑（注 意，没有折断）。接着在弯折处与柱连接形成节点。其外观虽然难看 担强度确增加很多，而且少用木材和乳胶，减轻比重。3消除扭转的发散思维 常规做法是从结构上考虑。可以通过在非受力方向设置支撑以增加整 个结构的抗扭能 力。将思维发散一下，还可以从构件上考虑，增大构件的几何尺寸，从而增强其抗扭能力 ，甚至可以达到不加斜撑的目的，从而减轻自重。