沙倉模型介紹書

1、“頑固頑固沙倉模型沙倉模型介介紹紹 書書組長：田寶洪組員：毛衛(wèi)平目目 錄錄1、設(shè)計(jì)構(gòu)思、設(shè)計(jì)構(gòu)思1.1 競賽賽題分析認(rèn)識競賽賽題分析認(rèn)識設(shè)計(jì)來源設(shè)計(jì)來源結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)解析結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)解析1.2 模型設(shè)計(jì)思路模型設(shè)計(jì)思路2、作品、作品2.1 尺寸參數(shù)介紹尺寸參數(shù)介紹2.2 設(shè)計(jì)作品特色設(shè)計(jì)作品特色“三角形三角形設(shè)計(jì)特色設(shè)計(jì)特色“暗梁暗梁結(jié)構(gòu)平均分配壓力設(shè)計(jì)特色結(jié)構(gòu)平均分配壓力設(shè)計(jì)特色“頑固頑固的連接結(jié)構(gòu)特色的連接結(jié)構(gòu)特色2.3 簡單受力分析簡單受力分析7設(shè)計(jì)構(gòu)思1.11.1 競賽賽題分析認(rèn)識競賽賽題分析認(rèn)識本次模型競賽是圍繞本次模型競賽是圍繞“沙倉沙倉結(jié)構(gòu)的組件展開，主要考驗(yàn)結(jié)構(gòu)的組件展開，主要考驗(yàn)學(xué)生處

2、理結(jié)構(gòu)與承載之間的關(guān)系，既強(qiáng)調(diào)了我們土建學(xué)子以后學(xué)生處理結(jié)構(gòu)與承載之間的關(guān)系，既強(qiáng)調(diào)了我們土建學(xué)子以后工作中結(jié)構(gòu)承載力的重要性，又為我們現(xiàn)在的大學(xué)生活帶來了工作中結(jié)構(gòu)承載力的重要性，又為我們現(xiàn)在的大學(xué)生活帶來了趣味性。趣味性。我們隊(duì)員把賽題大體上分為支柱我們隊(duì)員把賽題大體上分為支柱結(jié)構(gòu)和負(fù)載面結(jié)構(gòu)兩個(gè)模塊。支柱結(jié)結(jié)構(gòu)和負(fù)載面結(jié)構(gòu)兩個(gè)模塊。支柱結(jié)構(gòu)主要是承載結(jié)構(gòu)，負(fù)擔(dān)不只是承當(dāng)構(gòu)主要是承載結(jié)構(gòu)，負(fù)擔(dān)不只是承當(dāng)鐵砂的重載，還要接受負(fù)載面的重載，鐵砂的重載，還要接受負(fù)載面的重載，所以負(fù)載面的結(jié)構(gòu)既要能負(fù)載鐵砂的所以負(fù)載面的結(jié)構(gòu)既要能負(fù)載鐵砂的重量，又要使自己的重量到達(dá)較輕的重量，又要使自己的重量到達(dá)

3、較輕的狀態(tài)。在下部支柱結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)大選擇是大多數(shù)參賽選手的主狀態(tài)。在下部支柱結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)大選擇是大多數(shù)參賽選手的主要考慮方向，三角形、菱形、矩形等都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，要考慮方向，三角形、菱形、矩形等都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，怎樣利用其優(yōu)點(diǎn)而避其缺點(diǎn)，這給學(xué)生提供了一個(gè)獨(dú)立思考平怎樣利用其優(yōu)點(diǎn)而避其缺點(diǎn)，這給學(xué)生提供了一個(gè)獨(dú)立思考平臺。臺。整個(gè)競賽主要是培養(yǎng)學(xué)生積極動(dòng)手、敢于動(dòng)手、勇于創(chuàng)新整個(gè)競賽主要是培養(yǎng)學(xué)生積極動(dòng)手、敢于動(dòng)手、勇于創(chuàng)新的能力，豐富大學(xué)生生活。對于我們土建學(xué)院的學(xué)生來說，不的能力，豐富大學(xué)生生活。對于我們土建學(xué)院的學(xué)生來說，不僅要積極的參加這樣類型的活動(dòng)，而且還要形成一種賽前相互

4、僅要積極的參加這樣類型的活動(dòng)，而且還要形成一種賽前相互討論研究、賽中相互比擬競爭、賽后相互交流提升的氣氛，這討論研究、賽中相互比擬競爭、賽后相互交流提升的氣氛，這樣才能到達(dá)這次活動(dòng)的最終效益?？傮w來說，這樣的比賽對我樣才能到達(dá)這次活動(dòng)的最終效益。總體來說，這樣的比賽對我們土建學(xué)院的學(xué)子是非常有意義的，也希望以后能較多的參加們土建學(xué)院的學(xué)子是非常有意義的，也希望以后能較多的參加這樣的活動(dòng)。這樣的活動(dòng)。1.21.2 模型設(shè)計(jì)思路模型設(shè)計(jì)思路一一設(shè)計(jì)來源設(shè)計(jì)來源 本結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)主要是運(yùn)用在初高中學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)、物本結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)主要是運(yùn)用在初高中學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)、物理知識，以及大學(xué)學(xué)習(xí)的畫法幾何知識。通過對

5、簡單的幾何體理知識，以及大學(xué)學(xué)習(xí)的畫法幾何知識。通過對簡單的幾何體進(jìn)行簡單的結(jié)構(gòu)組建，從而到達(dá)承載的目的。在承載面中還穿進(jìn)行簡單的結(jié)構(gòu)組建，從而到達(dá)承載的目的。在承載面中還穿插了一些小的課外的知識點(diǎn)，結(jié)和了我國古老的建筑連接的咬插了一些小的課外的知識點(diǎn)，結(jié)和了我國古老的建筑連接的咬合連接進(jìn)行梁的連接，從而讓結(jié)構(gòu)更加的穩(wěn)固。其中承載主要合連接進(jìn)行梁的連接，從而讓結(jié)構(gòu)更加的穩(wěn)固。其中承載主要還是在五組三菱錐支柱上，所以對柱的設(shè)計(jì)是我們的主要方面。還是在五組三菱錐支柱上，所以對柱的設(shè)計(jì)是我們的主要方面。經(jīng)過多方面的考慮、設(shè)計(jì)和實(shí)踐，我們在這幾天完成了模型的經(jīng)過多方面的考慮、設(shè)計(jì)和實(shí)踐，我們在這幾天完

6、成了模型的初稿，并進(jìn)行了初步的檢測。很明顯我們的模型完全可以初稿，并進(jìn)行了初步的檢測。很明顯我們的模型完全可以二二結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)解析結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)解析承載面結(jié)構(gòu)：我們選擇空主梁結(jié)構(gòu)與配合梁結(jié)構(gòu)的結(jié)合承載面結(jié)構(gòu)：我們選擇空主梁結(jié)構(gòu)與配合梁結(jié)構(gòu)的結(jié)合如圖如圖一一 ，很大的減少負(fù)載面的重量，到達(dá)，很大的減少負(fù)載面的重量，到達(dá)重量減少和美觀的雙重效果。在主梁重量減少和美觀的雙重效果。在主梁與配合梁之間的結(jié)合上我們也進(jìn)行了與配合梁之間的結(jié)合上我們也進(jìn)行了一些處理一些處理如圖二如圖二，采用嵌入式相接，完，采用嵌入式相接，完整的保證梁的整體性，整的保證梁的整體性，既美觀又大方又實(shí)用。既美觀又大方又實(shí)用。圖一圖二圖三然后

7、承載鐵砂的容器也是我們設(shè)計(jì)的范圍，顯然圓柱結(jié)構(gòu)是我然后承載鐵砂的容器也是我們設(shè)計(jì)的范圍，顯然圓柱結(jié)構(gòu)是我們最好的選擇們最好的選擇如圖三如圖三 。主要原因大家都能想象得到，例如圓。主要原因大家都能想象得到，例如圓柱結(jié)構(gòu)中受力面均勻，鐵砂的裝入不易使其變形，所以中心的柱結(jié)構(gòu)中受力面均勻，鐵砂的裝入不易使其變形，所以中心的位置容易計(jì)算；還有占有面積小，在面積的選擇上，小面積承位置容易計(jì)算；還有占有面積小，在面積的選擇上，小面積承載最多的鐵砂，這樣中心的擺動(dòng)不會(huì)太大，穩(wěn)定性方面有所保載最多的鐵砂，這樣中心的擺動(dòng)不會(huì)太大，穩(wěn)定性方面有所保障。障。 支柱結(jié)構(gòu)：在設(shè)計(jì)上結(jié)合了三角形三菱錐的穩(wěn)定性，簡單支柱結(jié)

8、構(gòu)：在設(shè)計(jì)上結(jié)合了三角形三菱錐的穩(wěn)定性，簡單的采用三角形同底面三支柱結(jié)構(gòu)模型的采用三角形同底面三支柱結(jié)構(gòu)模型如圖四如圖四 ，多個(gè)的三角支柱結(jié)構(gòu)組，多個(gè)的三角支柱結(jié)構(gòu)組成五角的支柱面，平均的分擔(dān)承載面成五角的支柱面，平均的分擔(dān)承載面給予的壓力，緩解單個(gè)支柱的負(fù)擔(dān)。給予的壓力，緩解單個(gè)支柱的負(fù)擔(dān)。在三角支柱的設(shè)計(jì)上我們又進(jìn)為等邊在三角支柱的設(shè)計(jì)上我們又進(jìn)為等邊三角形，三個(gè)支柱分部在三角形的三個(gè)角三角形，三個(gè)支柱分部在三角形的三個(gè)角上。三角底面的放置位置也有要求上。三角底面的放置位置也有要求如圖如圖五五 。這樣的布布局更加的平均的分配了。這樣的布布局更加的平均的分配了各個(gè)三角柱的力的分配，使在承載的

9、時(shí)候各個(gè)三角柱的力的分配，使在承載的時(shí)候不會(huì)產(chǎn)生受力不均的中心擺動(dòng)，然后搖晃不會(huì)產(chǎn)生受力不均的中心擺動(dòng)，然后搖晃垮塌，充分的保證了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在三菱錐的頂部的位置也垮塌，充分的保證了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在三菱錐的頂部的位置也有較高的定位有較高的定位如圖六如圖六 ，分別在幾個(gè)梁面的端點(diǎn)接口處，這樣，分別在幾個(gè)梁面的端點(diǎn)接口處，這樣的支撐也同樣是將上部的力進(jìn)行合理分配。的支撐也同樣是將上部的力進(jìn)行合理分配。圖四圖五圖四紅點(diǎn)的反面是我們紅點(diǎn)的反面是我們支柱的支撐點(diǎn)支柱的支撐點(diǎn)二二 作作 品品2.12.1 尺寸參數(shù)介紹尺寸參數(shù)介紹 經(jīng)過初步模型設(shè)計(jì)和初稿實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，總結(jié)出三菱錐結(jié)構(gòu)模經(jīng)過初步模型設(shè)計(jì)和初稿

10、實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，總結(jié)出三菱錐結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)參數(shù)：如圖型設(shè)計(jì)參數(shù)：如圖承載面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)圖：承載面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)圖：實(shí)線代表梁柱實(shí)線代表梁柱圖四圖四圖六25cm三菱錐底面位置三菱錐支柱整個(gè)結(jié)構(gòu)模型參數(shù)圖：整個(gè)結(jié)構(gòu)模型參數(shù)圖：主要構(gòu)件主要構(gòu)件數(shù)量數(shù)量三菱柱三菱柱15 根2020cm2020cm 卡紙卡紙2 張四菱柱四菱柱6 根15561556 cmcm 卡紙卡紙1 張草稿作品圖：附圖一草稿作品圖：附圖一2.22.2 設(shè)計(jì)作品特色設(shè)計(jì)作品特色我們的作品我們的作品“頑固頑固模型在設(shè)計(jì)上有很多的頑固設(shè)計(jì)，其中主模型在設(shè)計(jì)上有很多的頑固設(shè)計(jì)，其中主要分一下三類。要分一下三類。一一 “三角形三角形設(shè)計(jì)特色設(shè)計(jì)特

11、色大家都知道，在大家都知道，在 25cm 以上的空中，用卡紙承載以上的空中，用卡紙承載 12kg 的的重量，在常理看來是不太可能的?？埖母呖兆鳂I(yè)中，只有對重量，在常理看來是不太可能的?？埖母呖兆鳂I(yè)中，只有對其特殊的組合處理才能到達(dá)我們的要求。其中我們的對卡紙的其特殊的組合處理才能到達(dá)我們的要求。其中我們的對卡紙的處理的一個(gè)特色就是將卡著組合成三菱柱，到達(dá)一個(gè)承力分力處理的一個(gè)特色就是將卡著組合成三菱柱，到達(dá)一個(gè)承力分力的作用。再將三個(gè)三菱柱組合成三菱錐柱，又再一次進(jìn)行分力，的作用。再將三個(gè)三菱柱組合成三菱錐柱，又再一次進(jìn)行分力，這樣的組合讓我們所承載力的總和得到空前的增加。這樣的組合讓我們

12、所承載力的總和得到空前的增加。二二“暗梁暗梁時(shí)結(jié)構(gòu)平均分配壓力設(shè)計(jì)特色時(shí)結(jié)構(gòu)平均分配壓力設(shè)計(jì)特色在所有的鐵砂都加到我們的模型上時(shí)，我們必須合理的在所有的鐵砂都加到我們的模型上時(shí)，我們必須合理的配力的作用。模型的主要支柱有五個(gè)，配力的作用。模型的主要支柱有五個(gè)，外帶四個(gè)平衡支柱。合理的分配所受的外帶四個(gè)平衡支柱。合理的分配所受的力也成為了我們的一個(gè)設(shè)計(jì)特色。在左力也成為了我們的一個(gè)設(shè)計(jì)特色。在左圖結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)中，我們很容易看出結(jié)構(gòu)的圖結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)中，我們很容易看出結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)固性，這一條一條的四菱柱就是我們平均分配所有完整性和穩(wěn)固性，這一條一條的四菱柱就是我們平均分配所有力的的力的的“暗梁暗梁。它可

13、以充分的分配上部帶來的所有壓力，讓。它可以充分的分配上部帶來的所有壓力，讓下部受力到達(dá)均勻的良好狀態(tài)，從而讓自己更加穩(wěn)固。下部受力到達(dá)均勻的良好狀態(tài)，從而讓自己更加穩(wěn)固。三三“頑固頑固的連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特色的連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特色我們的連接結(jié)構(gòu)中分兩類，一類是承載面暗梁連接結(jié)構(gòu)我們的連接結(jié)構(gòu)中分兩類，一類是承載面暗梁連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特色，一類是三菱柱組合固定連接特色。咬合式相接是我設(shè)計(jì)特色，一類是三菱柱組合固定連接特色。咬合式相接是我國古老建筑的主要連接方式之國古老建筑的主要連接方式之一，于是我們也將其應(yīng)用到承一，于是我們也將其應(yīng)用到承載面上的暗梁與暗梁的相接。載面上的暗梁與暗梁的相接。然后是三菱柱組合成三

14、菱錐的然后是三菱柱組合成三菱錐的連接特色，采用三菱柱作為主連接特色，采用三菱柱作為主要承載柱體的主要原因就是利要承載柱體的主要原因就是利用它的連接穩(wěn)固性，在三個(gè)三角形的組合上又行成了一個(gè)三角用它的連接穩(wěn)固性，在三個(gè)三角形的組合上又行成了一個(gè)三角形形如圖如圖 ，這讓我們的，這讓我們的“頑固頑固更加鞏更加鞏固。在所有的模型連接上，有一個(gè)重要的固。在所有的模型連接上，有一個(gè)重要的地方就是上部承載面和下部支柱的連接。地方就是上部承載面和下部支柱的連接。我們的承載面和我們的柱梁之間的連接也我們的承載面和我們的柱梁之間的連接也突出了這個(gè)連接，并形成一個(gè)特色。我們在沖破四菱柱的單一突出了這個(gè)連接，并形成一個(gè)特色。我們在沖破四菱柱的單一式上部承載面與下部柱體連接之后，將三菱柱三個(gè)小三角形頂式上部承載面與下部柱體連接之后，將三菱柱三個(gè)小三角形頂面組合成一個(gè)大的三角形頂面，也就是將三菱錐做成三菱臺的面組合成一個(gè)大的三角形頂面，也就是將三菱錐做成三菱臺的形式讓承載面和支柱進(jìn)行連接，這樣很大的增大了承載面與支形式讓承載面和支柱進(jìn)行連接，這樣很大的增大了承載面與支柱的接觸面積，接觸面積越大，各個(gè)支柱的平均壓力也就到達(dá)柱的接觸面積，接觸面積越大，各個(gè)支柱的平均壓力也就到達(dá)越小，這樣也