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1、大学生结构设计竞赛之竹材桥梁结构分析以 2017 年湖北省大学生结构设计竞赛为背景，以纸质结构模型中的桥梁为 例，运用 ABAQUS 软件对纸质桥梁结构进行建模，通过分析桥梁在荷载作用下 的极限荷载和跨中最大挠度进行桥型比选以及结构优化。之后，我们通过具体的 加载实验验证了纸质梁一桁架组合桥在荷载作用下能很好地满足竞赛的要求。在 此过程中充分锻炼了学生在模型设计，模型建立与优化，受力分析与结果分析的 能力。标签：结构设计竞赛；桥梁；梁一桁架组合桥结构设计大赛是一项激励在校大学生积极参与学科竞赛活动，提高专业知识 能力，拓宽专业知识面，增加学生见识，培养了学生团结协作的能力，更能激发 学生的创新
2、热情、增强专业兴趣、加深专业理解，同时也锻炼了学生的动手能力。 我校以培养学生全方面能力为出发点，让学生自由发挥，互相讨论，充分发挥学 生的创新意识。此次竞赛所设计的模型虽然是纸质的，而且体型较小，但是与工 程结构一样五脏俱全。在桥梁比选、模型优化、结果分析等方面具有一定的现实 意义。本文以结构设计竞赛中的纸质桥梁为例，通过对竹材的受力性能和各种桥 型的受力特点进行分析，经过比选，初步选定了三种桥型结构（桁架桥、简支梁 桥和梁一桁架组合桥）。之后，根据本次竞赛的要求和桥梁结构的受力特点，确 定了三种桥型结构的尺寸。紧接着，我们使用有限元软件 ABAQUS 对三种结构 进行了建模，通过分析比较三
3、种桥梁结构的最大承载力和跨中最大挠度，选定梁 一桁架组合桥作为本次竞赛的桥型结构。之后，通过 ABAQUS 分析得到的应力 云图对结构进行了优化，使得结构能够满足竞赛要求。之后，为了验证建模分析 的准确性，我们进行了现场加载实验，测得了桥梁跨中的挠度和桥梁结构破坏情 况，以保证此模型能很好地满足竞赛的需要。1 结构设计竞赛的规则本次竞赛题目已经确定了桥梁为单跨，跨径为lm,高度为450mm。加载装 置为输水管，输水管为加筋软管（内径为 100mm，壁厚0.7mm，质量约为 0.58kg/m）。模型结构形式不限，支承个数不限，所有杆件、节点及连接部件均 采用给定材料与胶水手工制作完成。评分规则为：加载持续20秒模型不发生整体垮塌（允许局部损坏，但输水 管不得触碰承台板并且不能损坏），则加载阶段加载成功；否则加载失败，模型 加载、卸载、输水效率得分均为0分。具体的评分项及分值如下：（1）计算书及 设计说明10分；（2）结构选型及制作质量10分；（3）现场表现5分；（4）模型 加载35分；（5）模型卸载15分；（6）输水效率25分。从上面的规则可以看出，首先我们必须确保模型在加载过程中不发生整体垮 塌，之后我们要减小模型在加载过程中的变形，另外，在满足前面两个条件的前 提下，我们要尽量减小模型的质量。
大学生结构设计竞赛之竹材桥梁结构分析
