作品名称

梦马

获奖学生

周 正、姚程渊、谭 焜

设计说明

赛题对结构的竖向刚度和侧向刚度有着较高的要求，我们的模型主要由“桥柱”和“桥梁”两部分连接组成：“桥柱”部分因所受弯矩较大，采用的加强的箱型截面以提高其承载能力，立柱间通过刚性支撑连接，进一步提高结构稳定性和抗扭性能，同时大大提高了结构的刚度，减小承载时的位移变形；上部结构为三角桁架结构，将荷载通过上弦杆和下弦杆传递到下部结构，最终传到底板。因当构件处于受拉状态时更容易发挥材料的强度，我们将上弦杆适当减弱，下弦杆适当增强，充分考虑结构上侧受拉、下侧受拉的受力状况，同时刚性框架抗弯性能良好，能够限制结构的竖向位移。两榀桁架之间采用刚性水平系杆和柔性拉条连接，当外荷载作用时，两榀刚性桁架将整体协调作用，这一结构方案形式简洁，刚柔并济，拉条充分利用了木材抗拉性能好的特点，各部分杆件受力明确，优化了结构性能。

（1）合理设置支撑

我们结构的立柱之间采用刚性支撑连接，结构承受荷载时可以通过刚性支撑受压受拉传力，将荷载合理分布。上部桁架梁则设置了柔性支撑，桥面通过交叉撑连接，柔性支撑是对结构起着纵横向稳定，加强纵横向刚性的重要构件，对结构承载时的位移量有着明显的减小作用。在集中荷载施加处，通过设置刚性系杆、腹杆和拉条将力分散，避免局部破坏。支撑的设置充分考虑结构的受力特性，根据结构不同部位的受力大小，改变支撑的截面，受压处设置刚性支撑，受拉处设置柔性支撑，降低结构的冗余度，将材料利用率提高，从而减少模型的重量。

（2）注意细部构造及做工

下部结构由箱型截面立柱和T形截面刚性支撑构成。其中箱型立柱由四片矩形截面的木条粘接而成，同时，箱形截面柱每隔一定距离设置加劲肋以加强构件的局部稳定和抗扭强度。通过受力分析可知，立柱承受的弯矩和剪力较大，我们将立柱和加载点位置的杆件截面予以适当加强。立柱的柱间支撑在交汇处粘结，以便其在受压时减少计算长度。桥面之间设置剪刀撑，剪刀撑之间不粘接，确保各自单独受力，互不影响。由于加载位置未定，所以我们对刚性桁架左右两侧的截面进行相同配置。上部结构因为空间角度问题，构件之间均不为直角，根据粘接处的位置，将构件打磨成一定角度，从而增大接触面，提高连接强度。

作品名称

新月

获奖学生

金 城、黄丽媛、李宇晗

设计说明

赛题对结构的竖向刚度和侧向刚度均有较高的要求，而拱结构是简洁高效的竖向受力结构，因此我们的模型灵感来自于有着较高刚度的拱，通过空间杆件的连接，组合成空间受力体系以抵抗竖向和水平荷载。在保证较少的材料用量和结构自重情况下，更加高效的承受外荷载。

        最初，我们设计了整体截面为两个对称三角形的空间桁架体系，试验表明此时的结构模型完全可以承受各种工况的作用，且能够获得较好的刚度效果，但是考虑到该方案耗费了较多的材料，模型总质量较大，因此需要继续进行方案优化。我们首先将联系两榀侧桁架之间的刚性杆件改为柔性杆件，即用数根斜拉条将直接承受各种荷载作用的两榀刚性桁架联系起来，并且在跨中位置设置刚性水平系杆。当外荷载作用时，两榀刚性桁架将整体协调作用，这一结构方案形式简洁，刚柔并济，拉条充分利用了木材抗拉性能好的特点，同时平面刚性桁架抗弯性能良好，能够有效限制结构的竖向位移，各部分杆件受力明确，优化了结构性能。