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标  题: qhtm1-结构设计小窍门
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结构设计小窍门
            
一、材料力学性质分析
1、 木材的抗压强度与抗拉强度基本相同，与钢材类似。设计中可以参考钢结构的
设计方法。
2、 木材的抗弯强度比抗压强度提高很多。要充分利用材料，使之受弯较好。
3、 木材强度指标的离散性大，变异性强。尤其是抗拉强度，因此受拉杆件宜采用
较大的安全系数。
4、 木材为各向异性材料，顺纹方向与横纹方向受力性能差异较大。制作中要避免
横纹受力。
二、桥梁模型制作
制作是前面所有工作的目的，精心制作也是前面所有假定的保证。精心制作可以弥
补计算分析中的一些不足，从某种程度上说，比赛就是在比手工。因此该步是非常
重要的。
制作参考步骤：构件制作--〉连接--〉拼装
几种制作技巧介绍：
技巧1、可以将设计意图用1：1的比例画于纸上，制作中将各构件固定于纸上。这
样较易保证制作精度，并且可以抑制乳胶干燥过程中构件的变形。
技巧2、制作中要控制非结构构件的尺寸，因为该部分材料用量很大。就桁架结构
而言，该部分材料可以占整体结构重量的三成甚至四成。
技巧3、各构件连接时争取一次成功，若未成功，则下一次涂胶时要把原涂胶面用
砂纸打磨干净。否则很难达到预期的强度。
技巧4、两构件相交处可以采用榫结的方法。
技巧5、组合构件--利用现有材料衍生出一些其它截面类型。这样可以根据设计计
算采用恰当的构件类型，从而省掉一些不必要的材料用量。
技巧6、整体拼装时要保证结构各构件相对位置关系准确。可以通过转动三角板来
确定一个平面。另外还可以通过其它一些方法进行拼装。
三、模型设计失败的案例
模式1、桁架结构受剪破坏
表现为载荷小车全部上桥后结构在第一跨结点附近撕裂破坏。分析表明，主要原因
是制作中结点处主梁削弱较大，同时设计中对剪力影响考虑不足，在制作中未作特
殊处理。
模式2、结点撕裂
桐木结构中结点的制作难度较大，结点处各杆件很难保证位于同一平面内。由于胶
平面外受力性能较之平面内受力特性为差，结点处杆件容易从结点板处撕裂。在比
赛中相当一部分作品就是因为结点撕裂而失败的。
模式3、结构平面外失稳
由于制作中很难保证结构的完全对称，因此在过车过程中结构承受扭矩的作用。因
此结构的变形不对称，导致一侧挠度大，另一侧挠度小。因此车会向一侧溜，由于
P-Δ效应，最终导致结构破坏。
模式4、过车速度过慢，导致结构破坏
当荷载小车平稳上桥后，过车速度不宜过慢。否则容易在跨中部位溜车。一旦小车
倾向一侧，则很难矫正。
                   冯鹏

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