《力学架构大赛》PPT课件.ppt

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1、广东白云学院力学架构大赛动员大会,高架跨江大桥模型的制作和加载试验,参赛作品的组成,设计说明书的要求,加载方式,失效条件,评分方法,结构模型的要求,相关作品回顾,结构模型设计制作经验及要点,作品的要求,设计说明书,作品的要求和比赛规则,完整作品包括两个部分：,结构模型,设计说明书要求,内容,作品的要求和比赛规则,设计特色,计算书,方案的构思造型和结构体系模型特色,方案图,结构整体布置图主要构件详图方案效果图,结构选型计算简图内力分析承载能力估算,设计说明书要求,格式,作品的要求和比赛规则,封面,正文,按照前述的内容，图文并茂,纸型,A4纸打印，字体为小四字体，1.5倍行距，除封面外内容不超过4

2、页。,注明广东白云学院力学架构大赛 作品名称 参赛队员 专业班级,结构模型总体要求,作品的要求和比赛规则,符合设计及加载要求,与设计说明书一致,名字应健康向上、突出特点,模型制作材料要求,作品的要求和比赛规则,黄皮纸（790mm1090mm）,棉线,白乳胶,对材料进行加工、组合,用颜料对模型作美术装饰,用白乳胶黏合,自行添加、使用任何其他材料,模型制作工具由各参赛队自备,模型尺寸要求,作品的要求和比赛规则,桥面长度 两端横杆之间的距离应不少于桥墩外侧的距离,桥面之上必须有高度不小于150mmx150mm的通车空间,桥面宽度 不小于150mm，在跨中加载处不超过200mm,桥面高差 做成拱形桥面

3、时，桥面最大高差不超过50mm）,宽度为60mm的加载钢板要放置于桥面中央（此点要作标记）,模型尺寸要求,作品的要求和比赛规则,模型净跨度 不小于800mm，（不允许误差，每小1mm，总分扣0.5分）,注：以上两项净高度误差不重复扣分,全净跨通航高度 不小于100mm，（不允许误差，每小1mm，总分扣0.5分）,中部300mm 范围内通航高度不小于200mm，（每小1mm，总分扣0.5分）,支座及加载条件,作品的要求和比赛规则,加载装置为一根厚度为6mm、宽度为60mm的钢板，放在跨中的桥面上，两端用相距200mm的吊杆与下面的加载装置相连，用砝码放置于托盘上加载。（此处的“桥面”要满足前款的

4、定义）,加载在两水平等高的平台间进行，加载台只提供竖向支承，不提供水平方向支承。模型不受其他装置固定。,承载平台位于跨中的桥面上，应具有足够的强度和刚度，并预留放置加载钢板（可从模型中间穿过）的空间，满足安装加载装置的要求。,位移测量装置安装于桥面上。,加载方式,作品的要求和比赛规则,模型作品及加载装置安装由参赛队员完成，位移测试装置由工作人员安装，并由参赛队员确认。加载由参赛队派代表在裁判的监督下进行。加载时队员身体不能接触模型和已加载上的砝码。每一次加载，裁判会在队员手离开该级最后一个砝码后开始计时，模型在10秒钟内没有失效即加载成功，可以进行下一级加载。砝码一经加上，不能再取出及更换。,

5、第一级加载质量不小于20kg（含加载装置，两小三大砝码，实际19.4kg），以后每级荷载增加梯度不小于5kg（大砝码5.1kg/个，共6个），封顶荷载为50kg。,加载时须注意安全，听从工作人员的指挥。,加载装置,作品的要求和比赛规则,砝码及托盘,加载钢板,位移测量圈,作品的要求和比赛规则,评分方法,荷重比得分计算公式：,作品的要求和比赛规则,失效条件,模型尺寸不符合规定要求,模型无法正确安装就位、无法按规定的加载测量方式进行加载和测量,模型跨中加载点处的竖向位移超过规定的限值（20mm），或跨中加载点处的水平位移超过规定的限值（15mm）,评审委员会认为超出正常允许情形的其他失效情况,模型在

6、加载过程中出现主要构件脱落、结构或构件失稳、结构变形过大和破坏等经评委确认的情况,省赛第一名：华南理工大学 四季木棉,最大净跨度：560mm，模型自重：607g,载重比60,广东省首届结构设计大赛部分作品回顾,失效模式：拉杆强度破坏。,省赛第二名：华南农业大学 龙的传人,最大净跨度：990mm，模型自重：1011g,载重比36.02,失效模式：荷载封顶，未破坏。,省赛第九名：广东工业大学 土木军团,最大净跨度：600mm，模型自重：712g,载重比35.81,失效模式：下弦受拉变形大，最大挠度超限。,广工第八届力学架构大赛第1名 05建筑1B队,模型自重：240g,加载质量26.85kg,载重

7、比111.88,广东工业大学第八届力学架构大赛部分作品回顾,广工第八届架构大赛第2名 06土木5班(国防生),模型自重：460g,加载质量60kg,载重比134.43,广工第八届力学架构大赛第3名 05给排水1C队,模型自重：640g,加载质量60kg,载重比73.83,广工第八届力学架构大赛第6名 06土木提高B队,模型自重：940g,加载质量60kg,载重比63.83,中南地区第三届结构设计大赛第1名 武汉大学,模型自重：535g,加载质量159.99kg,载重比299.05,中南地区第三届结构设计大赛部分作品回顾,中南地区第三届结构设计大赛第2名 三峡大学,模型自重：318.7g,加载质

8、量69.95kg,载重比219.49,中南地区第三届结构设计大赛第3名 华中科技大学,模型自重：614.5g,加载质量134.99kg,载重比219.68,中南地区第三届结构大赛二等奖 华南农业大学,模型自重：432.2g,加载质量74.99kg,载重比173.51,中南地区第三届结构大赛二等奖 华南农业大学,模型自重：432.2g,加载质量74.99kg,载重比173.51,中南地区第三届结构大赛三等奖 广东工业大学,模型自重：1179.5g,加载质量80(130)kg,载重比67.82,广东工业大学第十届力学架构大赛部分作品,总分第一名 华南理工大学二队 蒙皮结构,模型自重：533g，加载

9、质量54.9kg，载重比103.0,总分第二名 广东工业大学研究生一队,模型自重：545g，加载质量54.9kg，载重比100.73,总分第三名 广州大学代表队 三角形空心截面,模型自重：603g，加载质量60kg，载重比99.5,总分第四名 华南农业大学一队 双重桁架,模型自重：354g，加载质量34.5kg，载重比97.46,总分第五名 07土木提高班,模型自重：505g，加载质量49.8kg，载重比98.61,总分第六名 广东工业大学研究生二队,模型自重：505g，加载质量49.8kg，载重比98.61,华南理工大学第七届结构设计大赛作品分析,总分第一名 华南理工大学 桁架结构,模型自重

10、：270g，加载质量40kg，载重比148,华南理工大学第七届结构设计大赛作品分析,总分第二名 广东工业大学队 桁架和框架结构,模型自重：364g，加载质量50kg，载重比137.36,总分第三名 华南农业大学队 桁架和蒙皮支撑,模型自重：320g，加载质量40kg，载重比:125,下弦施加了预应力？,总分第四名 华南农业大学队 桁架和蒙皮结构,模型自重：234g，加载质量25kg，载重比:106.8,总分第五名 广州大学队 三角形截面,模型自重：234g，加载质量25kg，载重比:106.8,广东工业大学队,自重：364g，加载50kg,模型自重：234g，加载质量25kg,广州大学队,对比

11、广大被超的原因,侧向框架节点加强有木有！如侧向桁架，斜撑有木有！玩对称，整体失稳伤不起！,外国友人队 蜂窝结构,模型自重：585g规则原因不能进决赛,华南农业大学第五届桥梁设计大赛部分作品,稳定性很好。破坏模式：拉杆强度不足,华南农业大学第五届桥梁设计大赛部分作品,广州大学代表队 最后失稳破坏,华南农业大学第五届桥梁设计大赛部分作品,上弦压杆缺少水平支撑 失稳破坏,华南农业大学第五届桥梁设计大赛部分作品,华农的蒙皮结构，夺得冠军,内部一窥,破坏瞬间,广东工业大学第11届力学架构大赛预赛作品,08路桥（1）的两个作品，自重353385g，载重比116127,空气湿度95%！,广东工业大学第11届

12、力学架构大赛预赛作品,拍不到唯一号码牌，数据不明。,对比上届大赛的第二名,主压杆失稳。桥面材料浪费。,广东工业大学第11届力学架构大赛预赛作品,上弦按受弯设计，效果不佳,广东工业大学第11届力学架构大赛预赛作品,悬索结构，由于支座条件所限，承载力不佳,广东工业大学第11届力学架构大赛预赛作品,空间桁架设计。,但下弦可侧向摆动，结果整体扭转失稳。,广东工业大学第11届力学架构大赛预赛作品,支撑设计失误（柔性支撑要交叉布置），结果整体失稳。,广东工业大学第11届力学架构大赛预赛作品,上下弦之间的垂直支撑有木有！,拿神马给力！,浮云了！,广东工业大学第11届力学架构大赛决赛作品,总分第一名 08土木

13、（1）班 Defier,模型自重：271g，加载质量50.0kg，载重比184.5,广东工业大学第11届力学架构大赛决赛作品,总分第二名 团委代表队 蒙皮结构,模型自重：330g，加载质量44.9kg，载重比136.1,广东工业大学第11届力学架构大赛决赛作品,总分第三名 08土木（1）班 力学军团,模型自重：294g，加载质量39.8kg，载重比135.4,广东工业大学第11届力学架构大赛决赛作品,总分第四名 08土木（5）班 MAD,模型自重：391g，加载质量50.0kg，载重比127.9,广东工业大学第11届力学架构大赛决赛作品,总分第五名 10设备(2)班 二等奖、新秀奖,模型自重：

14、270g，加载质量34.7kg，载重比128.5,广东工业大学第11届力学架构大赛决赛作品,总分第六名 08土木(4)班 工程队,模型自重：333g，加载质量39.8kg，载重比119.5,广东工业大学第11届力学架构大赛决赛作品,总分第七名 08路桥(1)班 原能矩阵,模型自重：381g，加载质量44.9kg，载重比117.8,广东工业大学第11届力学架构大赛决赛作品,总分第十二名 华南理工大学一队 结构外观奖,模型自重：323g，加载质量34.7kg，载重比107.43,广东工业大学第11届力学架构大赛决赛作品,总分第十三名 华南农业大学一队 结构外观奖,模型自重：315g，加载质量29.

15、6kg，载重比93.97,2011华南农业大学桥梁设计大赛作品,总分第一名 广工大 08路桥(1)班 净跨度1000mm,2011广州大学结构设计大赛作品,总分第一名 广工大 10设备(2)班 塔吊,2011华南理工大学土木结构设计大赛作品,总分第一名 广工大 10设备(2)班 受动载和静载双跨桥,大跨跨度660mm，自重：227g，最大加载质量50kg，载重比220,2011中山大学纸桥结构大赛作品,总分第一名 广工大 08路桥(1)班 Focus,跨度310mm，自重89克，承载力70kg，载重比786,力学架构模型设计制作经验及要点,结构设计原则：安全、适用、经济，美观,安全：具有足够的

16、强度（图a）、整体稳定（图b、c、d）和局部稳定（图e）,强度破坏：h1要适中，保证拉杆面积,对节点进行加固：,拉杆连续通过节点：,纵向失稳破坏：不要完全简支,横向失稳破坏：要形成桁架结构 或框架结构 或蒙皮结构,上弦压杆失稳破坏：,要形成平面外桁架,或框架结构 或蒙皮结构,局部失稳破坏：,在局部受压处 用加劲肋加强,做好防潮措施保持模型干燥,适用：满足建筑要求 有良好的工作性能,满足规则对通航通车空间尺寸要求,竖向位移v不超过允许值(20mm),水平位移u不超过允许值(15mm),减少变形的方法：1、增加结构刚度h1；加强支撑（同前述）。,2、做好防潮措施，保持模型的干燥。,经济：在满足安全

17、、适用的前提下最省材料,1、自重越轻，载重比越大。宜根据计算内力的大小及性质（拉、压）来选择杆件截面。根据计算结果分配各杆件的用料（截面大小及壁厚），制作时应精打细算，该用则用，能省就省。,可用截面法、节点法、位移法作简单受力分析，并判断拉、压杆。较精确计算可用清华大学结构力学求解器计算。,注：例图中尚未考虑侧向力作用。计算时宜考虑多种工况。,轴力N,剪力V,弯矩M,2、杆件的截面应采用较开展又能满足局部稳定的截面形式：,美观：结构造型、结构体系合理，符合力学原则；节点构造合理，制作工艺精湛。,一些操作技巧,注重实践：多做实验比理论推导更重要，概念设计比计算结果更重要。实践是检验真理的唯一标准。,掌握好比赛时加载节奏和速度，节约时间。一般来说，加载耗时越多，极限承载力越低、变形越大。,预赛前某参赛队用丁字尺和水桶做的加载试验简易装置。,预祝比赛圆满成功,