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1、 1 / 10.专业 DOC. “顽固顽固沙仓模型沙仓模型介介绍绍书书 2 / 10.专业 DOC. 目录目录1 1、设计构思、设计构思1.11.1 竞赛赛题分析认识竞赛赛题分析认识设计来源设计来源结构设计解析结构设计解析1.21.2 模型设计思路模型设计思路2 2、作品、作品2.12.1 尺寸参数介绍尺寸参数介绍 2.22.2 设计作品特色设计作品特色 “三角形三角形设计特色设计特色“暗梁暗梁结构平均分配压力设计特色结构平均分配压力设计特色“顽固顽固的连接结构特色的连接结构特色2.32.3 简单受力分析简单受力分析 7 7 3 / 10.专业 DOC. 设计构思1.11.1 竞赛赛题分析认识
2、竞赛赛题分析认识本次模型竞赛是围绕本次模型竞赛是围绕“沙仓沙仓结构的组件展开，主要考验结构的组件展开，主要考验学生处理结构与承载之间的关系，既强调了我们土建学子以后学生处理结构与承载之间的关系，既强调了我们土建学子以后工作中结构承载力的重要性，又为我们现在的大学生活带来了工作中结构承载力的重要性，又为我们现在的大学生活带来了趣味性。趣味性。我们队员把赛题大体上分为支柱我们队员把赛题大体上分为支柱结构和负载面结构两个模块。支柱结结构和负载面结构两个模块。支柱结构主要是承载结构，负担不只是承当构主要是承载结构，负担不只是承当铁砂的重载，还要承受负载面的重载，铁砂的重载，还要承受负载面的重载，所以负
3、载面的结构既要能负载铁砂的所以负载面的结构既要能负载铁砂的重量，又要使自己的重量到达较轻的重量，又要使自己的重量到达较轻的状态。在下部支柱结构中，结构大选择是大多数参赛选手的主状态。在下部支柱结构中，结构大选择是大多数参赛选手的主要考虑方向，三角形、菱形、矩形等都有自己的优点和缺点，要考虑方向，三角形、菱形、矩形等都有自己的优点和缺点，怎样利用其优点而避其缺点，这给学生提供了一个独立思考平怎样利用其优点而避其缺点，这给学生提供了一个独立思考平台。台。整个竞赛主要是培养学生积极动手、敢于动手、勇于创新整个竞赛主要是培养学生积极动手、敢于动手、勇于创新的能力，丰富大学生生活。对于我们土建学院的学生
4、来说，不的能力，丰富大学生生活。对于我们土建学院的学生来说，不仅要积极的参加这样类型的活动，而且还要形成一种赛前相互仅要积极的参加这样类型的活动，而且还要形成一种赛前相互讨论研究、赛中相互比拟竞争、赛后相互交流提升的气氛，这讨论研究、赛中相互比拟竞争、赛后相互交流提升的气氛，这 4 / 10.专业 DOC. 样才能到达这次活动的最终效益。总体来说，这样的比赛对我样才能到达这次活动的最终效益。总体来说，这样的比赛对我们土建学院的学子是非常有意义的，也希望以后能较多的参加们土建学院的学子是非常有意义的，也希望以后能较多的参加这样的活动。这样的活动。1.21.2 模型设计思路模型设计思路一一设计来源
5、设计来源本结构模型的设计主要是运用在初高中学习的数学、物理知识，本结构模型的设计主要是运用在初高中学习的数学、物理知识，以与大学学习的画法几何知识。通过对简单的几何体进展简单以与大学学习的画法几何知识。通过对简单的几何体进展简单的结构组建，从而到达承载的目的。在承载面中还穿插了一些的结构组建，从而到达承载的目的。在承载面中还穿插了一些小的课外的知识点，结和了我国古老的建筑连接的咬合连接进小的课外的知识点，结和了我国古老的建筑连接的咬合连接进展梁的连接，从而让结构更加的稳固。其中承载主要还是在五展梁的连接，从而让结构更加的稳固。其中承载主要还是在五组三菱锥支柱上，所以对柱的设计是我们的主要方面。
6、经过多组三菱锥支柱上，所以对柱的设计是我们的主要方面。经过多方面的考虑、设计和实践，我们在这几天完成了模型的初稿，方面的考虑、设计和实践，我们在这几天完成了模型的初稿，并进展了初步的检测。很明显我们的模型完全可以并进展了初步的检测。很明显我们的模型完全可以二二结构设计解析结构设计解析承载面结构：我们选择空主梁结构与配合梁结构的结合承载面结构：我们选择空主梁结构与配合梁结构的结合如图如图一一 ，很大的减少负载面的重量，到达，很大的减少负载面的重量，到达重量减少和美观的双重效果。在主梁重量减少和美观的双重效果。在主梁与配合梁之间的结合上我们也进展了与配合梁之间的结合上我们也进展了一些处理一些处理如
7、图二如图二，采用嵌入式相接，完，采用嵌入式相接，完整的保证梁的整体性，整的保证梁的整体性，既美观又大方又实用。既美观又大方又实用。图一图二图三 5 / 10.专业 DOC. 然后承载铁砂的容器也是我们设计的围，显然圆柱结构是我们然后承载铁砂的容器也是我们设计的围，显然圆柱结构是我们最好的选择最好的选择如图三如图三 。主要原因大家都能想象得到，例如圆柱。主要原因大家都能想象得到，例如圆柱结构中受力面均匀，铁砂的装入不易使其变形，所以中心的位结构中受力面均匀，铁砂的装入不易使其变形，所以中心的位置容易计算；还有占有面积小，在面积的选择上，小面积承载置容易计算；还有占有面积小，在面积的选择上，小面积
8、承载最多的铁砂，这样中心的摆动不会太大，稳定性方面有所保障。最多的铁砂，这样中心的摆动不会太大，稳定性方面有所保障。支柱结构：在设计上结合了三角形三菱锥的稳定性，简单的采支柱结构：在设计上结合了三角形三菱锥的稳定性，简单的采用三角形同底面三支柱结构模型用三角形同底面三支柱结构模型如如图四图四 ，多个的三角支柱结构组成五，多个的三角支柱结构组成五角的支柱面，平均的分担承载面给予角的支柱面，平均的分担承载面给予的压力，缓解单个支柱的负担。在三的压力，缓解单个支柱的负担。在三角支柱的设计上我们又进为等边三角角支柱的设计上我们又进为等边三角形，三个支柱分部在三角形的三个角上。形，三个支柱分部在三角形的
9、三个角上。三角底面的放置位置也有要求三角底面的放置位置也有要求如图五如图五 。这样的布布局更加的平均的分配了各个三这样的布布局更加的平均的分配了各个三角柱的力的分配，使在承载的时候不会产角柱的力的分配，使在承载的时候不会产生受力不均的中心摆动，然后摇晃垮塌，生受力不均的中心摆动，然后摇晃垮塌，充分的保证了结构的稳定性。在三菱锥的顶部的位置也有较高充分的保证了结构的稳定性。在三菱锥的顶部的位置也有较高的定位的定位如图六如图六 ，分别在几个梁面的端点接口处，这样的支撑，分别在几个梁面的端点接口处，这样的支撑也同样是将上部的力进展合理分配。也同样是将上部的力进展合理分配。图四图五图四 6 / 10.
10、专业 DOC. 红点的反面是我们红点的反面是我们支柱的支撑点支柱的支撑点二二 作品作品2.12.1 尺寸参数介绍尺寸参数介绍经过初步模型设计和初稿实验的结果，总结出三菱锥结构模型经过初步模型设计和初稿实验的结果，总结出三菱锥结构模型设计参数：如图设计参数：如图承载面的结构设计参数图：承载面的结构设计参数图：实线代表梁柱实线代表梁柱图四图四图六25cm三菱锥底面位置三菱锥支柱 7 / 10.专业 DOC. 整个结构模型参数图：整个结构模型参数图：主要构件主要构件数量数量三菱柱三菱柱15 根2020cm2020cm 卡纸卡纸2四菱柱四菱柱6 根1556cm1556cm 卡纸卡纸1草稿作品图：附图一
11、草稿作品图：附图一2.22.2 设计作品特色设计作品特色我们的作品我们的作品“顽固顽固模型在设计上有很多的顽固设计，其中主模型在设计上有很多的顽固设计，其中主要分一下三类。要分一下三类。一一 “三角形三角形设计特色设计特色大家都知道，在大家都知道，在 25cm25cm 以上的空中，用卡纸承载以上的空中，用卡纸承载 12kg12kg 的的重量，在常理看来是不太可能的。卡纸的高空作业中，只有对重量，在常理看来是不太可能的。卡纸的高空作业中，只有对其特殊的组合处理才能到达我们的要求。其中我们的对卡纸的其特殊的组合处理才能到达我们的要求。其中我们的对卡纸的处理的一个特色就是将卡着组合成三菱柱，到达一个
12、承力分力处理的一个特色就是将卡着组合成三菱柱，到达一个承力分力的作用。再将三个三菱柱组合成三菱锥柱，又再一次进展分力，的作用。再将三个三菱柱组合成三菱锥柱，又再一次进展分力，这样的组合让我们所承载力的总和得到空前的增加。这样的组合让我们所承载力的总和得到空前的增加。二二“暗梁暗梁时结构平均分配压力设计特色时结构平均分配压力设计特色 8 / 10.专业 DOC. 在所有的铁砂都加到我们的模型上时，我们必须合理的在所有的铁砂都加到我们的模型上时，我们必须合理的配力的作用。模型的主要支柱有五个，配力的作用。模型的主要支柱有五个，外带四个平衡支柱。合理的分配所受的外带四个平衡支柱。合理的分配所受的力也
13、成为了我们的一个设计特色。在左力也成为了我们的一个设计特色。在左图结构结构中，我们很容易看出结构的图结构结构中，我们很容易看出结构的完整性和稳固性，这一条一条的四菱柱就是我们平均分配所有完整性和稳固性，这一条一条的四菱柱就是我们平均分配所有力的的力的的“暗梁暗梁。它可以充分的分配上部带来的所有压力，让。它可以充分的分配上部带来的所有压力，让下部受力到达均匀的良好状态，从而让自己更加稳固。下部受力到达均匀的良好状态，从而让自己更加稳固。三三“顽固顽固的连接结构设计特色的连接结构设计特色我们的连接结构中分两类，一类是承载面暗梁连接结构我们的连接结构中分两类，一类是承载面暗梁连接结构设计特色，一类是
14、三菱柱组合固定连接特色。咬合式相接是我设计特色，一类是三菱柱组合固定连接特色。咬合式相接是我国古老建筑的主要连接方式之一，于是我们也将其应用到承载国古老建筑的主要连接方式之一，于是我们也将其应用到承载面上的暗梁与暗梁的相接。然后是三菱柱组合成三菱锥的连接面上的暗梁与暗梁的相接。然后是三菱柱组合成三菱锥的连接特色，采用三菱柱作为主要承载柱体的主要原因就是利用它的特色，采用三菱柱作为主要承载柱体的主要原因就是利用它的连接稳固性，在三个三角形的组合上又行成了一个三角形连接稳固性，在三个三角形的组合上又行成了一个三角形如如图图 ，这让我们的，这让我们的“顽固顽固更加巩固。在所有的模型连接上，有更加巩固
15、。在所有的模型连接上，有一个重要的地方就是上部承载面和下部支柱的连接。我们的承一个重要的地方就是上部承载面和下部支柱的连接。我们的承载面和我们的柱梁之间的连接也突出了这个连接，并形成一个载面和我们的柱梁之间的连接也突出了这个连接，并形成一个特色。我们在冲破四菱柱的单一式上部承特色。我们在冲破四菱柱的单一式上部承载面与下部柱体连接之后，将三菱柱三个载面与下部柱体连接之后，将三菱柱三个小三角形顶面组合成一个大的三角形顶面，小三角形顶面组合成一个大的三角形顶面，也就是将三菱锥做成三菱台的形式让承载也就是将三菱锥做成三菱台的形式让承载 9 / 10.专业 DOC. 面和支柱进展连接，这样很大的增大了承
16、载面与支柱的接触面面和支柱进展连接，这样很大的增大了承载面与支柱的接触面积，接触面积越大，各个支柱的平均压力也就到达越小，这样积，接触面积越大，各个支柱的平均压力也就到达越小，这样也保护了我们模型自己。也保护了我们模型自己。2.42.4 简单受力分析简单受力分析在上部承载面受到的压在上部承载面受到的压力下，承载面将其分给力下，承载面将其分给下部的三菱台支柱，三下部的三菱台支柱，三菱台支柱下部给予一个菱台支柱下部给予一个支撑力。如右图所示，支撑力。如右图所示，五个三菱台的组合形成五个三菱台的组合形成了一个支撑组合，将所了一个支撑组合，将所有的力进一步的分散，让所有能承载的力更大。有的力进一步的分散，让所有能承载的力更大。 10 / 10.专业 DOC. 附图一附图一
