大學生結構設計競賽之竹材橋梁結構分析

李雋逸　劉志威

摘要：以2017年湖北省大學生結構設計競賽為背景，以紙質結構模型中的橋梁為例，運用ABAQUS軟件對紙質橋梁結構進行建模，通過分析橋梁在荷載作用下的極限荷載和跨中最大撓度進行橋型比選以及結構優化。之后，我們通過具體的加載實驗驗證了紙質梁一桁架組合橋在荷載作用下能很好地滿足競賽的要求。在此過程中充分鍛煉了學生在模型設計，模型建立與優化，受力分析與結果分析的能力。

關鍵詞：結構設計競賽；橋梁；梁一桁架組合橋

中圖分類號：TB 文獻標識碼：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.07.093

結構設計大賽是一項激勵在校大學生積極參與學科競賽活動，提高專業知識能力，拓寬專業知識面，增加學生見識，培養了學生團結協作的能力，更能激發學生的創新熱情、增強專業興趣、加深專業理解，同時也鍛煉了學生的動手能力。我校以培養學生全方面能力為出發點，讓學生自由發揮，互相討論，充分發揮學生的創新意識。此次競賽所設計的模型雖然是紙質的，而且體型較小，但是與工程結構一樣五臟俱全。在橋梁比選、模型優化、結果分析等方面具有一定的現實意義。本文以結構設計競賽中的紙質橋梁為例，通過對竹材的受力性能和各種橋型的受力特點進行分析，經過比選，初步選定了三種橋型結構（桁架橋、簡支梁橋和梁一桁架組合橋）。之后，根據本次競賽的要求和橋梁結構的受力特點，確定了三種橋型結構的尺寸。緊接著，我們使用有限元軟件ABAQUS對三種結構進行了建模，通過分析比較三種橋梁結構的最大承載力和跨中最大撓度，選定梁一桁架組合橋作為本次競賽的橋型結構。……