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1设计说明书
1.1设计构思
构思是设计的灵魂。要将模型设计为悬臂结构，考虑模型
制作的白卡纸力学性能，借用“塔吊”的思想对我们的设计进
行构思，本次模型采用空间桁架结构体系，结构布置简单明了，
稳定性好，荷载传递路线清晰，构件受力合理。充分利用白卡
纸抗拉性能好的优点。
1.1.1造型构思
（1）材料强度分析
纸质杆件的抗弯能力最弱，因此，总的设计思路是尽可能
降低荷载产生的弯矩。由表1，表2可看出白卡纸的主要优点在
于它具有较强的抗拉性能；经试验，白卡纸制成的杆件抗压性
能也较强。因此，结构体系的杆件受力应以杆件受拉和受压为
主。
表1230克白卡纸弹性模量
名称种类层数弹性模量(MPa)
230克白卡纸156.9
2148.2
表2230克白卡纸极限应力
层厚拉应力压应力
名称类型备注
22
(mm)(N/mm)(N/mm)
0/32
受压计算时需考
230克白卡
0.322.27.0虑长细比对稳定
纸
的影响
（2）结构功能要求
所设计结构模型应能为承载板提供承载平面，承载平面必
须在支承平面以上。模型最低加载荷载不能少于5kg，最大加载
荷载不能大于20kg（不包含挂篮系统重量），且必须承载20s；
模型竖向或横向最大挠度不大于跨度的1/10。
（3）结构立面形式的选择
结构最重要的功能，就是承受其生命全过程中可能出现的
各种荷载。因此，在选择结构立面形式中，为了能满足结构承
载能力要求，我们做了以下几个方案分析：
图1立面形式比选
1/32
方案一、造型简单，但受力不合理。方案二：传力直接，
但质量大，不美观。方案三、稳定性较好，质量较轻，充分利
用纸带很好的抗拉性能，实用性强，但传力略复杂，纸带的张
拉难道大。但经过反复试验和甄选，由构思中得到启发，充分
考虑白卡纸的材料性质，以结构功能要求为基本出发点，从多
种形式对比中，决定以桁架作基本形式，考虑稳定性等方面的
因素，最终选择折弦式桁架作为结构的立面形式。
如图2所示。
图2最终模型
2/32
（4）构件截面的选择
由白卡纸材料性质及结构的功能要求决定了构件宜以受
拉、压为主，而白卡纸的受拉性能较好，且拉杆不存在稳定性
问题。因此，构件的截面形式的选择应从受压性能最优的截面
形式开始考虑。可供选择时常见截面有圆形截面、方形截面、
矩形截面等。
上弦杆主要承受较大的轴心压力。从圆形、方形、矩形截
面中考虑，圆形的受压性能优于方形，方形优于矩形。但是，
考虑到模型制作时圆形截面节点的处理难度较大（如图3
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