桥梁结构设计理论方案|课程设计计划书
一、方案设计 ……………………………………………………（3）
1、方案构思 ……………………………………………………（3）
2、结构选型 ……………………………………………………（3）
3、模型结构图 …………………………………………………（4）
4、主要构件材料表………………………………………………（5）
二、结构设计计算………………………………………………（6）
1、结构模型简化与荷载分析…………………………………… （6）
2、内力分析计算…………………………………………………（8）
3、构件承载力校核………………………………………………（9）
附录一…………………………………………………………（11）
参考文献 ……………………………………………………（11）
一、设计方案
1、方案构思
参考本次比赛要求，模型主要承受铁块的荷载。对结构的刚度要求较高，同时要求结构有较强的抗剪，抗弯能力。
2、结构选型
下图为我们组的结构实物图：
结构实物图
全吊桥长600毫米，桥宽100毫米，桥高550毫米。
结构整体简单，规则。在主桥面梁胯间一定间距截面处设置竖杆和斜杆，以减少跨中挠度，增加桥体的承载能力。桁架受力均匀简单，仅受轴力，便于木材性能的发挥，我们以组合结构为主导。
�、结构外形
结构上平面用两根箱型梁加强稳定性和抗弯性，两侧和底部分别由胶
与主梁粘结，中间由竖杆和斜杆支撑。这种组合结构既满足强度和稳定性要求，又合理有效地利用材料，达到经济，质轻的效果。
‚、材料截面选择
桥面箱型梁为横截面积24mm 的实心结构，由1根6mm*1㎜的木条和两根3mm*3㎜用胶水粘接而成。竖直的支撑箱型压杆由1根1㎜*6㎜和两根3㎜*3㎜粘接或组合构成。结构内部由3*3㎜斜梁与主体柱交叉相连，增强整体稳定性。
ƒ、节点设计
主体框架结构相交的节点由于杆的倾斜在加荷载时会引起较大的弯力，在连接时用小棉花填充密实其梁的结头处横断面，从而来增大节点强度，而节点是由502胶水粘接，强度毕竟有限，故在结构受力计算时一些节点模拟成铰节点。
斜拉杆连接时，8根斜拉杆用胶水加固，增大节点强度和刚度。
3、模型结构图
3D透视图
4、主要构件材料表
桥面主梁，竖杆，斜杆，拉杆尺寸与数量表。（表一）
标件截面 | 形状尺寸mm | 长度mm | 杆总数量 |
主梁 |
| 6*4 | 2 |
斜杆 |
| 6*2 | 2 |
竖杆 |
| 6*6 | 2 |
主梁端横杆 |
| 3*3 | 2 |
二、结构设计计算
根据本次课程设计的加载规则，荷载为竖向动载，考虑到结构尺寸所能承受荷载的能力，需对本结构进行受力分析，在进行荷载分析时将动载简化为各个截面的集中静荷载，通过计算来对相对薄弱部分作相应的加固，使得材料得到充分合理的利用。
1、结构模型简化与荷载分析
（1）结构模型简化：（CAD图）
a)设计基本假定
�木条木板材质连续均匀。
‚梁-杆，杆-杆之间的节点按刚节点计算，支座为固定铰支座。加载时竖直荷载为集中荷载作用在桥面梁上。
ƒ杆件计算时采用桁架计算模式。
b)截面尺寸计算
顺纹弹性模量： 
N/mm2
抗拉强度设计值：
抗压强度设计值：
1号横截面积：
mm2,
2号杆横截面积：
mm2
3号杆横截面积：
mm2
4号杆横截面积：
mm2
2、内力分析计算
以下是用结构力学求解器得到的简化模型和各内力图。（附录）
结构力学求解器的结构整体布置图
midas civil的结构整体布置图
力学求解器简化模型的弯矩图
midas civil简化模型的弯矩图
力学求解器简化模型的位移图
力学求解器简化模型的剪力图
力学求解器简化模型的轴力图
（1）横梁的校核：
由上述内力分析可知，当梁受到
=100N的载荷时分析如下
桥面梁受力图
在最不利荷载作用下，如果受压侧和受拉侧的应力均小于木材的抗压、抗拉强度设计值，则桥面梁不会破坏。
+
-
矩形桥面梁应力图形
已知抗拉强度设计值：
N/mm2
经力学求解器图表可得
一丶横梁校核
二丶斜杆校核
故
三丶竖杆校核
又对于梁上各竖杆，由于杆的轴力（附录）最大，发现梁以下各拉杆足以承受100N的载荷。
故拉杆满足承载力要求。
小结：经过分析梁的承载能力，压杆的稳定性和拉杆的抗拉性能满足承载要求。
附录：内力计算
内力计算 |
|
单位：力(默认),力矩(默认) |
|
杆端内力值 ( 乘子 = 1) |
----------------------------------------------------------------------------------------------- |
杆端 1 杆端 2 |
---------------------------------------- ------------------------------------------ |
单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩 |
----------------------------------------------------------------------------------------------- |
1 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 |
2 100.020186 -0.04498327 0.00074705 100.020186 -0.04498327 -0.00375128 |
3 100.021096 0.04581286 -0.00376850 100.021096 0.04581286 0.00081278 |
4 100.022559 -0.05077466 0.00090038 100.022559 -0.05077466 -0.00417709 |
5 100.018352 0.06159940 -0.00530893 100.018352 0.06159940 0.00085101 |
6 -299.898525 -0.04482261 0.00074102 -299.898525 -0.04482261 -0.00374124 |
7 -299.898355 0.04506859 -0.00374775 -299.898355 0.04506859 0.00075911 |
8 -299.892074 -0.04311203 0.00067394 -299.892074 -0.04311203 -0.00363726 |
9 -299.886298 0.04475850 -0.00378386 -299.886298 0.04475850 0.00069198 |
10 -133.096607 -0.17754404 -0.00000000 -133.096607 -0.17754404 -0.01331580 |
11 -133.556028 0.37376089 -0.01331580 -133.556028 0.37376089 0.01471626 |
12 -166.335297 -0.05231386 0.00344095 -166.335297 -0.05231386 -0.00179044 |
13 -266.622607 0.00364642 -0.00642649 -266.622607 0.00364642 -0.00578837 |
14 -266.578462 0.03307639 -0.00578837 -266.578462 0.03307639 -0.00000000 |
15 0.35886503 0.17904798 -0.00565383 0.35886503 0.17904798 0.00329857 |
16 104.416390 0.18499640 -0.00174989 104.416390 0.18499640 0.01287536 |
17 104.866724 -0.33826015 0.01461549 104.866724 -0.33826015 -0.01212632 |
18 -315.589242 0.07761624 0.00174989 -315.589242 0.07761624 0.00788599 |
19 -315.305899 -0.20621308 0.01118455 -315.305899 -0.20621308 -0.00511802 |
20 0.08787052 -0.00577671 0.00043107 0.08787052 -0.00577671 -0.00014660 |
21 0.09658751 0.00146272 -0.00008759 0.09658751 0.00146272 0.00005868 |
22 0.08989120 -0.00017023 0.00001052 0.08989120 -0.00017023 -0.00000651 |
23 -0.14952997 -0.02252528 0.00053062 -0.14952997 -0.02252528 -0.00265493 |
24 -0.15105418 0.02252840 -0.00264823 -0.15105418 0.02252840 0.00053777 |
25 -0.15865433 -0.02587850 0.00068162 -0.15865433 -0.02587850 -0.00297815 |
26 -0.16858271 0.01816993 -0.00227738 -0.16858271 0.01816993 0.00029224 |
27 -1.04977251 -0.04163407 0.00050226 -1.04977251 -0.04163407 -0.00391370 |
28 166.370759 -0.00000000 0.00000000 166.370759 -0.00000000 -0.00000000 |
29 0.71763819 -0.00000000 0.00000000 0.71763819 -0.00000000 -0.00000000 |
30 0.05305562 0.00000000 -0.00000000 0.05305562 0.00000000 0.00000000 |
31 284.705923 0.00000000 -0.00000000 284.705923 0.00000000 0.00000000 |
参考文献
1、材料力学(第四版),孙训方,2005,高等教育出版社
2、结构力学(I、II),龙驭球、袁驷,2006,高等教育出版社
