文档介绍：扶摇而上-结构模型计算书
扶摇而上-结构模型计算书
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第十届结构模型设计大赛承载组
计
算
书
作品名称:扶摇而上
队伍名称：九万里
参赛人员：
日 期：20１6年4月１了满足桥梁抗弯刚度及抗剪的要求,我们选择了变截面桁架梁，梁底部以弧段呈现;桥梁两端与踏板搭接处以槽型的“夹子”加固搭接,以防脱落。
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①结构外形
结构概念图
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典型跨段概念图
②材料截面选择
本结构支撑选用T形梁，矩形结构，具有良好的刚度，桁架部分用角钢进行连接，既轻质,又能满足强度的要求。在受拉部分利用竹皮自生的优势,用条状细竹皮链接构件。杆件截面尺寸会根据受力情况进行调整，以在满足刚度条件下最大限度减轻质量。
具体的材料截面及使用情况见主要构件材料表。
③节点设计
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结构特色
（１)模型跨间梁为桁架结构,受力简单明了易于分析，适合存在多种复杂荷载的情况，同时梁截面惯性矩大抗弯刚度好.
（2）模型应用了T型构件和角钢形构件，充分减轻了构件的重量，又保证了构件的强度。
(3）桥梁跨段下部做成弧形结构，充分利用了竹皮的抗拉性能。
三:方案设计
设计基本假定
（1)桥面连续均匀,忽略结构自重。
（２）支座按刚节点计算，桁架之间的节点按铰接点计算。
（3）加载时，忽略桥面坡度的影响，小车静荷载以竖向集中荷载形式，动荷载以水平惯性力形式，作用在桥面，然后传递给各个杆件。
(４）内力计算以单跨计算模型为主,连续梁及侧向支撑计算模型为辅.
(5）利用“化曲为直”思想将桥面弧线段简化为直线段计算。
模型结构图
取典型跨段为计算基础
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正视图
俯视图
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侧视图
主要构件材料表
构建名称
标号
形状
尺寸(ｍｍ）
长度（mｍ)
数量
面积(mｍ2)
矩形支撑
１
10＊７
(双层）
２６7。8
2
2
309
2
42024
3
35９。4
2
４
2
5
2
５8357。6
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角钢
1—5
6＊6
(双层）
75+151＋100
+151+７５
2
26496
T形梁
1—5
宽度:1２0
翼缘：１0
腹板：７
厚度：10
1０
5
２04００
备注
底座,夹子以及其他细小杆件花费材料较少，因而未作计算
结构设计计算
连续梁计算模型
将整个桥梁简化为直线型6跨等跨连续梁，将小车视为移动荷载（P＝40N/２＝20N),得计算简图:
荷载作用在边跨跨中时的弯矩图与剪力图如下：
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荷载作用在第二边跨跨中时的弯矩图与剪力图如下：
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荷载作用在第三边跨跨中时的弯矩图与剪力图如下：
由上述分析可知，荷载作用于边跨跨中时为荷载最不利位置，边跨跨中为最不利截面。模型制作时应注意边跨的制作与强度验算.
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单跨计算模型
为简化计算，取桥梁模型中跨度为500mm，两端柱高350mm的桥段为计算模型，考虑小车竖向静荷载的同时考虑小车启动和制动时的水平惯性力，加上忽略了桥面坡度的影响，应进行一定修正，故取跨中竖向荷载P＝２N,水平荷载F=1Ｎ，并由模型结构图得计算简图.
通过计算得到其弯矩、剪力、轴力及位移图:
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由上述分析可知,各杆件的内力及位移均在允许范围之内，所以该结构满足承载要求。
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同时,考虑到制作时的误差，桥墩柱的弯矩