大学生结构设计竞赛模型结构设计与优化

大学生结构设计竞赛是培养学生动手实践能力和创新精神的重要平台。以2018年第九届吉林省大学生结构设计竞赛赛题为例,阐述了模型结构设计过程,并对参赛模型进行了结构选型,模型结构分析及优化,为今后的比赛提供借鉴。     

大跨度屋盖结构模型设计与分析

全国大学生结构设计竞赛,是一项培养参赛队伍创新能力、实践能力、团队意识以及综合能力的学科竞赛,逐渐成为土木工程专业学生的重要实践教学平台。结合竞赛题目分析模型所受荷载特点,针对大跨度屋盖结构进行设计、试验,并利用MIDAS软件进行受力分析,所得结果能够反映结构的实际受力状态,对模型选型和结构优化有一定的参考价值。模型制作应选取外观、韧性等较为接近的竹材,综合试验和受力分析结果对模型进行制作,在杆件薄弱拼接节点和竹材天然节点处进行补强。     

大学生结构设计竞赛中的结构创新设计与优化

全国大学生结构设计竞赛是土木工程学科培养大学生创新精神、团队意识和实践能力的最高水平学科竞赛。第十届全国大学生结构设计竞赛与往届相比,命题中引入了刚柔并济的思想,除了要求结构具有足够的承载力,还对结构正常使用极限状态下结构的跨中挠度做了限制。从第十届全国大学生结构设计竞赛特等奖作品入手,分析特等奖作品的结构选型和结构优化方法,以期为学生准备结构设计竞赛提供参考。     

第七届全国大学生结构设计竞赛模型结构设计与分析

全国大学生结构设计竞赛计算书的撰写与指导是大赛的薄弱环节。文章针对第七届全国大学生结构设计竞赛赛题,阐述了模型结构的设计过程,并对参赛模型进行了结构分析。模型结构的设计与分析过程能够为今后的参赛选手提供思路,对于指导教师参与指导撰写计算书也有一定的借鉴意义。     

优化方法在大学生结构设计竞赛中的应用探索

针对大学生结构设计竞赛题目,基于拓扑优化软件Solid Thinking Inspire进行初步方案设计,结合有限元分析软件SAP2000进行建模,将常规结构方案与基于拓扑优化的结构方案进行对比分析,探讨采用结构优化技术提高结构设计竞赛技术水平的可行性,为结构类竞赛提供技术支持。     

结构的优化设计分析——大学生结构设计竞赛评述

简单叙述了与大学生结构设计竞赛相关的结构优化的基本知识,对一个大学生结构设计竞赛优胜作品进行了概念分析和简单力学计算。     

大跨屋盖结构设计研究——以第十届全国大学生结构设计竞赛为例

大跨度空间结构广泛应用于大型体育场馆、航站楼等高标准建筑设计。依照第十届全国大学生结构设计竞赛的命题,从结构选型分析、截面设计及制作工艺三个方面,介绍了长沙理工大学参赛作品的设计与制作过程,并创新性地提出结构设计的预应力思想,认为将模型制作的铰接转化为刚接的方法,有利于结构的优化设计。     

杆系结构合理模型的设计思路

通过大连市第十二届结构设计竞赛中大量结构模型的观察分析,形成一个对合理结构设计的理论分析思路,再根据给定荷载,尝试设计出不同方案的杆系结构模型。通过模型加载试验,观察实验效果,对结构进行多次优化再加载。通过对实验数据的全面总结和破坏分析,对结构设计的理论分析思路进行检验、完善和优化,探索出一套对给定荷载进行结构设计的通用优化方案。     

土木工程结构模型创新设计探索研究——以第九届全国大学生结构设计竞赛为例

通过参加结构设计竞赛,可以有效地提高同学们的动手能力和创新能力,文章主要从完成竞赛所必须的结构选型、计算分析、模型制作三个环节出发,系统的阐述了结构设计竞赛所需注意的事项以及在设计与实验的过程中获得对结构优化的探索及对创新的理解与实现。     

CDIO理念下大学生结构设计竞赛能力培养探索

基于大学生结构设计竞赛项目引入CDIO工程教育指导思想,分析大学生结构设计竞赛中存在的突出问题,以指导教师和学生为两条主线,分别在模型制作的构思-设计-实施-运作环节中实施突出指导教师为引导、学生为主体开展实践应用能力培养的竞赛训练,在结构竞赛中全方位培养学生理论与实践能力,探索出有益于培养学生后期持续学习能力和实践创新能力的竞赛教学指导模式。     

竹皮结构设计与制作分析

为了给全国结构设计大赛中模型的合理设计与快速制作提供建议及参考,以2015年山东省大学生结构设计大赛第一名结构形式为例,通过结构力学求解器、CAD3D建模、ANSYS等软件的联合应用,从结构的选型、结构的分析和结构的实际制作三个方面,探讨计算机辅助设计在结构设计大赛模型设计与制作中的应用。并对模型结构进行了施加预应力的实验,实验表明,施加预应力能显著增加结构相关刚度,减小变形,对提高模型竞争力十分有利。     

框架节点刚域在常用结构软件中的实现与比较

框架节点刚域对结构刚度和构件设计有一定影响。目前国内常用的结构计算分析软件对于节点刚域的实现方式和技术条件有较大差异。结合中国规范的相关规定,详细分析了SATWE,ETABS,SAP2000与MIDAS/GEN这几种常用软件在节点刚域方面的技术细节和常见问题。针对具体算例给出了各软件的计算结果及对比分析,为在结构设计中正确应用节点刚域提供了指导和借鉴。     

构建实践性设计竞赛平台,培养创新型人才

为培养适应社会发展的创新型高素质人才,各高校和地区开展了大学生结构设计竞赛活动.文章介绍了结构设计竞赛的目的、内容和意义,分析了竞赛在高等教育教与学活动中的阵地作用,指出当前竞赛所面临的问题和解决的对策,并提出深化教学改革,着力培养大学生的创新设计能力、综合科技能力和工程实践能力.     

Midas/Civil软件在临时结构计算的运用

在土木工程建设中,临时结构具有重要作用。临时结构设计计算是否合理对结构主体施工影响重大。对于一些施工环境较为复杂,如海域施工环境、高地山区环境等,临时结构往往较为复杂。这种情况下,临时结构的安全问题尤为突出。对于较复杂的临时结构体系,目前较为成熟的经典手算已很难满足工程需求,特别是对施工过程计算模拟较为简化,从而导致一系列的安全问题。因此寻找更为精确、有效的计算方法是很有必要的。本论文通过工程具体案例(钢平台),运用迈达斯(Midas/Civil)软件,从结构的搭设到使用分阶段(工况)进行模拟施工计算,并与传统手算进行对比,为临时结构计算提供一种有效方法。得到以下主要结论:1.通过两种方法的计算对比,运用MIDAS/Civil软件计算结果更为贴近工程实际。2.MIDAS/Civil软件计算方法更注重结构的使用功能,能准确模拟结构施工过程。3.运用MIDAS/Civil软件,提高了工作效率,大大减少了重复计算的工作。     

预应力混凝土曲线连续箱梁设计研究

结合工程具体设计要求,依据现行铁路规范规定和要求,采用MIDAS有限元程序建立空间有限元模型进行结构分析检算,阐述了预应力混凝土曲线连续箱梁设计过程中参数的选取方法及需要考虑的因素和控制重点,以确保结构的性能安全。     

广东现代国际展览中心结构设计

本文介绍了广东现代国际展览中心结构设计。重点论述该结构体系的计算模型处理、基础选型以及大跨度预应力空间网架和局部二层大跨度预应力钢筋混凝土楼盖结构体系的优化设计,得到一些有意义的结论。本结构设计的主要特点是:(1)上部预应力网架结构通过两侧的拉杆锚在桩上而形成一个自平衡体系,从而减小支承结构柱的弯矩和剪力;(2)钢柱柱脚铰接的选择对于优化结构受力非常关键;(3)通过在钢柱沿建筑长方向上设置预应力拉索来保证钢柱在该方向上的稳定性。     

论高层建筑上部结构设计分析与计算

阐述了结构设计的几个主要步骤:结构体系的采用、结构规则性的判断、结构软件及设计参数的采用、电算结果的合理性判断、构件计算结果的优化、抗震构造措施的应用,并结合工程实例介绍了在结构设计过程中各步骤的应用,以供类似工程的结构设计分析参考借鉴。     

武汉大道金桥主桥的设计

为探索跨铁路站场大型变宽斜拉桥的结构特点及其关健技术,对武汉大道金桥的设计和计算分析过程进行了总结。金桥为独塔双索面预应力混凝土斜拉桥,跨径组合为（138＋81＋41）m,桥面宽39-49.9 m,塔、墩、梁固结体系;主梁采用双边箱梁截面,桥塔为混凝土结构、高79.0 m,斜拉索采用扇形空间索面布置。结构分析采用有限元软件 MIDAS进行总体受力分析,并采用 ANSYS对桥塔锚索区顶部三个节段进行局部受力性能分析和优化,通过试验及计算对该桥的抗震及抗风性能开展了专题研究。结果表明该桥的强度、刚度等各项检算值均满足规范要求。     

广东省博物馆新馆结构设计中的关键技术

建筑在造型上的不断创新,空间构成的变化,使得结构设计理念发生了重大变革,特别是中庭空间的出现和底部空间的变化对结构的实现提出了更高的要求,要求结构形式不断创新。广东省博物馆新馆为满足建筑方案对空间的要求,采用了钢桁架对挑悬挂结构这一种较为新颖的结构体系。结合广东省博物馆新馆结构设计,介绍了该结构形式的结构布置特点,工程结构设计中内置钢管混凝土剪力墙、矩形钢管混凝土桁架、内置加气混凝土楼板及减振措施等关键技术。就设计方案的选取、计算软件的选取、设计中致力解决的问题和一些新技术的采用等提出了一些看法,以供交流。     

大连市体育场上层看台结构设计

大连市体育场看台结构为混凝土框架结构,上层看台径向两端为关键节点,一端是罩篷钢桁架上部支座的支承结构,一端是大悬臂结构。着重阐述了这两个节点的结构方案分析及设计。上层看台混凝土结构环向超长,为了控制温度应力和混凝土收缩所产生的裂缝采取了设置粘结预应力筋、施工后浇带、通长板钢筋等一系列措施。并应用MIDAS Gen程序进行总装整体模型计算,考虑了240余种荷载组合,选取了最不利荷载进行结构设计。