结构设计大赛计算书.docx

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结构设计大赛计算书

西南交通大学第四届研究生

结构设计竞赛

设计理论方案

 

作品名称

参赛编号

组长姓名

A2-2

刘宁玉

班级

13

级桥梁3班

学号

队员姓名

兰华华

班级

13

级桥梁2班

学号

队员姓名

方亮

班级

13

级桥梁3班

学号

联系电话

1设计说明书

方案构思

结构选型

主梁

桥墩

特色处理

2方案图

结构总体布置图

主要构件详细图

方案效果图

3模型计算书

有限元建模

荷载分析

静风位移

风速5m/s

风速s

风速s

基底弯矩

风速5m/s

风速s

风速s

动力特性

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参考文献

1设计说明书

方案构思

以某高墩大跨桥梁T型钢构最大双悬臂施工状态为工程背景，完成模型结构的设计与制作，通过模型风洞试验来检验结构在施工阶段抗风设计的合理性。

设计应遵循安全、经济和美观的原则。

通过此次竞赛，加强对结构风荷载、风致振动现象，以及抗风性能设计的认识。

结构造型

我们经过多次对比与讨论，最终决定采用三角桁架式结构。

其特点是构造简单，受力性能明确，便于设计计算以及模型安装。

通过有限元模型计算，对受力较大的截面进行加固，最终模型具有较好的刚性和稳定性，在风荷载的作用下能够表现出较好的抗弯性能。

结构体系

结构主要由桥墩、主梁、底板和挡风板构成，本次结构设计大赛中，迎风面的总体尺寸已经确定，因此只需要确定横向尺寸即可确定主体结构的外形。

本次结构横向尺寸取为14cm主梁横截面和桥墩横截面形式均为矩形，主要是由于矩形截面受力方式明确，便于计算，可根据计算结果对局部杆件进行加强，并且模型安装快速，缩短了制作时间。

特色处理

本组设计模型的最大特点有如下：

1墩与主梁的截面采取2条桐木条粘接的形式，增大了截面面积与单根杆的抗弯惯性矩。

2主梁与桥墩接触处，将柱墩挖出一个杆件大小的缺口，使主梁从中通过，成型后在节点外侧再粘贴节点板进行固定，加强了主梁与墩的连接。

2方案图

结构总体布置图

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目

图2-1模型立面

 

10

图2-3桥墩立面

 

 

主要构件详细图

图2-3桥墩侧面

图2-4墩梁连接处节点构造

图2-6梁底节点构造

 

 

图2-7墩底与底板接触面构造

图2-8挡风板节点构造

图2-9挡风板与主梁整体构造

方案效果图

图2-10方案效果图

 

3模型计算书

结构模型采用有限元软件Midas进行计算

有限元建模

计算模型共179个节点，368个单元。

其中主结构单元类型为梁单元，增风板采用板单元，由于将AB胶连接的木条视为刚接，因此计算结果与实际情况有

图3-1模型总体图

荷载分析

具体计算过程中以节点集中力模拟挂重；T构迎风面受到的风荷载等效分布于迎风面的梁单元上，简化为连续梁单元荷载；挡风板承受的风荷载压力面荷载的形式作用在挡风板上。

静风位移

风速5m/s

图3-2主梁横向位移（mr）i

风速s

图3-3主梁横向位移（mr）

风速S

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图3-4主梁横向位移（mr）

基底弯矩

风速5m/s

 

图3-5结构基底反力（）

风速S

图3-9结构基底反力（）

风速S

图3-10结构基底反力（）

 

动力特性

结构的动力特性如下图:

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