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建筑模型设计书

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2020年4月19日
文档仅供参考
结构设计说明

一.初步设计.
本组考虑纸张的抗压能力较弱与材料制作时的加工困难，放弃了圆弧形柱的设计，采用普通高层建筑立方体式的结构。再考虑到圆柱形的杆件连接时不牢固的特点，决定采用正方形的杆件制作，这样可最大限度增加杆件抗压强度与抗弯刚度，还可方便连接。
二.总体设计.
根据任务书上的要求，我们设计了3层楼面和基础部分. （1）.模型总共高度为620mm，基础上面结构为一长方体，高度为500mm，长和宽均为180mm。基础部分埋深120mm，底部平面尺寸与上部一样。
（2） .各个柱子截面为10mm的正方形，各个横梁与斜梁截面尺寸均为8mm的正方形。
（3） .杆件之间的连接有两种，一种是用白乳胶粘连，另一种是用一个三通的套子连接。
（4） .各楼层的面用白卡纸铺满，顶层制作两根纸片拉条。基础再制作两根斜杆。
三.杆件设计
1.用作柱子的杆件以卡纸卷了两个面两层，两个面三层，再最外面两层用白乳胶粘连。
2.用作梁的杆件以卡纸卷了两层，最外面两层用白乳胶粘连。
3.用作连接的套子用卡纸卷了3层，最外面两层用白乳胶粘连。然后在中间用小刀掏出一个可容纳横梁的洞。

方案图
一.总体结构设计图

二.构件详图
顶部套子：

中部套子：

底部连接：

杆件详图：
柱：

梁：

结构内力计算书
一. 内力分析.
从任务书上可知加载过程，同时考虑模型承受竖直荷载与水平荷载的情况下，由于模型结构对称，只取立体结构的一半化为平面结构受力分析，且因为下部基础埋入沙子因此将下部作为整个刚结点而只考虑上部受力，另外考虑中部斜梁与上部拉条制作时为粘连，是在结构失稳时起稳定作用，故而计算时忽略中部斜梁与上部拉条。
内力图如下：

在附加水平荷载后的偏移量计算如下：
查阅并计算可知柱子的EI=1.38N*M*M，梁的EI=0.4N*M*M,则
偏移量Y=
（（1.1*0.16*0.5*0.02+1.3*0.16*0.5*1/30）*2+
（1.2*0.16*0.5*2/75+1.2*0.16*0.5*2/75）*2+（1.6*0.16*0.5*4/75）*2））/1.38+（1.3*0.09*0.5*13/225*2+2.1*0.09*0.5*7/75*2+2*0.09*0.5*4/45*2）/0.4
=0.01m

二. 稳定性分析。
为了计算的简便，将所有的横梁的抗弯刚度均设为无穷大，而且忽略柱子的质量而将其全部集中于三根横梁上。
对结构的稳定性分析如下：

结构创新课程设计
设计题目:高层建筑结构模型设计制作与加载试验
作品名称: 二号楼
学生：戴峤 212222
李家洛 212192
方奇 212189
吴维椎 212220
专业班级：土木与水利工程学院土木工程13-2班
指导教师：王辉 宋满荣 陈安英 赵春风

年 7 月 15 日