结构设计竞赛参赛设计说明书(附图纸)供参考(3)

一、设计说明

根据竞赛规则要求，我们从模型制作的材料抗压特性，抗拉特性，加载形式和挠度控制要求等方面出发，结合赛会绿色环保的理念，采用比赛要求的230g白色卡纸、白乳胶、铅丝线精心制作出这款名为“语塞幻想”的塔吊模型。

1、方案构思

塔吊模型支柱主要通过悬臂梁承受较大偏心荷载。这就要求悬臂梁具有较强的抗弯性能，柱子需要较强的抗压和抗弯性能。整个塔吊模型悬臂端处挠度值需小于50mm，因此在承载力满足要求的前提下，尽可能地控制结构的整体变形。 结合纸质杆件材料参数难以确定的特点（如杆件抗拉、压强度等），我们采用定性分析和试载实验相结合的方法来完成模型的设计制作。

2、结构选型

按设计要求，结合塔吊的受力特征，模型柱子采用矩形截面空间桁架结构。梁由底端的两道箱型细长梁以及连接至柱顶的斜拉结构组成。

因柱子在满载的工况下为偏心受压状态，C点加载5kg时，偏心距为e=M/N=341mm。因此在柱受拉和受压一侧杆件布置可不等。 在斜拉材料的选取上，主要有铅丝线，纸带和细杆三种。从自重角度上出发，铅丝线和纸带能大幅减轻结构自重。但在三次试载实验中，我分分别采用加密斜拉联系的情况下，挠度控制效果不明显，C点最小挠度高达90mm。并且试载期间还出现斜拉结构绷直程度不均匀导致的结构扭转破坏。鉴于此，我们拟采用了细长斜拉杆作为斜拉