《建筑模型制作》
实验指导书
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目 录
第一章 结构建筑模型 ......................................................................................................................................... 3
实验一 多层楼板结构模型 ................................................................................................. 3 实验二 海洋平台结构模型 ................................................................................................. 4 实验三 模板网架结构模型 .............................................................................................................. 5
第二章 轻型木结构模型 ................................................................................................................................... 7
实验四 轻型木结构房屋模型 ......................................................................................................... 7
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第一章 结构建筑模型
实验一 多层楼板结构模型开放性实验指导书 一、实验目的
1、了解多层楼板的相关施工规范； 2、熟悉多层楼板结构模型的理论计算； 3、掌握结构模型制作的方法。 4、培养学生的动手能。 二、实验材料及工具
电子称、砂轮机、打孔机、木材（尺寸：长度1000mm，截面有50mm×1mm、2mm×2mm、2mm×6mm、6mm×6mm；性能参考值：顺纹弹性模量1.0×10MPa，顺纹抗拉强度30Mpa）、502胶水、美工刀等。 三、实验内容及步骤
1、方案设计要求
方案设计内容包括：方案设计摘要、主要结构图、计算简图和荷载分析、承载力估算等。方案设计格式和要求：第一部分为500字左右的方案设计摘要；第二部分为主要结构图、计算简图和荷载分析、承载力估算等。
2、模型制作要求
(1)模型楼层数为4层，各楼板层间距不小于200mm。顶层（第4层）楼面板的高度为1200±5mm，其上四周须布置围护结构或构件（如女儿墙、围栏等），以保证加载时顶层砝码不被抛出。模型总高度不能超过1250mm。
(2)模型各层须铺设楼面板，且须保证可以承放直径为100mm的圆形加载砝码（砝码重量为15N，高度为25mm，中心有1个直径为10mm的圆孔）。各楼层间侧面构件的布置须确保参赛者能用手将砝码安置在各层楼板上面，并能满足加载要求。
(3)各层楼面板必须为平面，且须在楼层外边界范围内须满布楼板（铅锤向投影无孔隙）。其中第1、2、3层楼面板须与模型主体结构固接，且在板的形心处需预留1个直径为10mm（允许误差为±0.5mm）的圆孔。第4层加载砝码水平自由安置在该层楼面板上，不用插销固定。
(4)模型应在高度为1195±5mm处提供1个顶层位移测试用的拉线环。拉线环线段长度为150mm，一端固定于位移测试高度的模型平面形心处，另一端为直径20mm的拉线环，详见示意图。拉线环的材料为铅发丝（线），自行购买。加载试验时，拉线环上有4N的水平作用力。
(5)模型铅垂向投影面的平面尺寸须在200mm×200mm以内（允许误差±5mm）。模型固定于底板上，要求模型底截面的形心与底板形心重合。
3、加载步骤及要求
在规定时间内自行将固定模型的底板安装加载测试仪器上（模型底板固定在加载仪器的滑板上）。然后，在模型各层楼板上安置加载砝码（每层1个15N砝码）。在第1、2、3层，砝码用插销固定在各层楼板上，第4层砝码自由水平放置。加载试验时，选定加载砝码W进行基础动力作用试验。加载砝码W自由
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下落的行程为120mm。在50N≤W ≤100N（每级差为10N）范围内自行选择加载重量，最多不超过3次。 四、课时分配
本实验32个课时。 五、上交资料
完成符合要求的多层楼板结构模型一份，提交理论方案一份，500字以上。
实验二 海洋平台结构模型开放性实验指导书 一、实验目的
1、了解海洋平台的相关结构知识； 2、熟悉多层楼板结构模型的理论计算； 3、掌握结构模型制作的方法。 4、培养学生的动手能。 二、实验材料及工具
木材：长度1000mm，截面有55mm×1mm、3mm×3mm、2mm×2mm；性能参考值：顺纹弹性模量1.0×10MPa，顺纹抗拉强度30Mpa；
塑料片：0.1mm-A3塑料片8张，力学性能参考值：抗拉强度30kPa；
装订线：仅用于制作加水平力的大小至少15mm的套圈。套圈在+0.150m的高程上，在各个可能的加载方向上各设置1个，共4个。
502胶水、美工刀等。 三、实验内容及步骤
1、方案设计要求
方案设计内容包括：方案设计摘要、主要结构图、计算简图和荷载分析、承载力估算等。方案设计格式和要求：第一部分为500字左右的方案设计摘要；第二部分为主要结构图、计算简图和荷载分析、承载力估算等。
2、模型制作要求 （1）模型结构
按需要的结构特性和工作状态，模型可选桩基式固定平台或半潜式浮动平台。具体结构的形式由参赛者自行选定。
桩基式固定平台由上部结构和下部桩基结构组成，下部结构可用高桩形式直接插入海底。半潜式浮动平台主要由上部结构和下潜体组成，作业时下潜体潜入水下一定深度提供浮力，平面位置可用锚缆固定。
海洋平台甲板和有效工作空间统一简化为的有效荷载加载箱(作为比赛时的垂直荷载加载装置和风荷载迎风面)。
（2）结构限定条件
套上有效荷载加载箱后，海洋平台顶面(即加载箱顶面)相对标高应该为0.600 ±0.025m(高限以平台顶面最高点计，底限以平台顶面最低点计，设模型安放前水面的高程为±0.000 m)。桩基式固定平台海底
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以下部分桩基限定在500mm×500mm的正方形平面范围内。半潜式浮动平台可用不多于3个锚缆系统定位，单个锚缆由1个M30×60不锈钢螺栓、3个M30镀锌螺母和1.5m装订线组成。
3、加载系统
加载水池内壁尺寸为1000mm(长)×1000mm(宽)×1000mm(高)，池内底部铺设约100mm厚的标准砂。 有效荷载加载箱质量5 kg，外部尺寸300mm×300mm×300mm，材质为有机玻璃，厚度为10mm，加载时直接嵌套到模型上部结构的顶端，作为垂直加载装置。
水平恒载通过砝码和定滑轮体系施加，砝码质量186 g。水平恒载作用于+0.150m高程模型侧面的套圈上。
水平风荷载使用轴流风机加载，迎风面(有效荷载加载箱的侧面)面积300mm ×300mm。加载箱处于水池平面中心上方设计高程时，其侧面中心的设计风速为8.0±0.2 m/s。风荷载与水平恒载同向。
3、加载步骤及要求
安装模型前，先随机确定模型的加载方向；模型入水后，先安放扶稳结构模型，再在顶部套上3.3kg有效荷载加载箱，然后检查平台顶面高程是否满足设计要求；半潜式浮动平台可用至多3个锚缆定位；每个锚只能从水面高度一次性自由放下，锚可以抛在加载池内海底的任何位置；锚缆调整完毕后松手；然后在+0.150高程的模型侧面的套圈上施加186 g水平恒载；最后对准设计迎风面的几何中心开启轴流风机，在水平恒载的相同方向上施加与水平恒载同向的8.0±0.2 m/s风荷载。加载60 s后平台模型不失效，则加载成功。 四、课时分配
本实验32个课时。 五、上交资料
完成符合要求的海洋平台结构模型一份，提交理论方案一份，500字以上。
实验三 模板网架结构模型开放性实验指导书 一、实验目的
1、了解多层楼板的相关施工规范； 2、熟悉多层楼板结构模型的理论计算； 3、掌握结构模型制作的方法。 4、培养学生的动手能。 二、实验材料及工具
电子称、砂轮机、打孔机、木材（尺寸：长度1000mm，截面有50mm×1mm、3mm×3mm；性能参考值：顺纹弹性模量1.0×10MPa，顺纹抗拉强度30Mpa）、502胶水、美工刀等。 三、实验内容及步骤
1、方案设计要求
方案设计内容包括：方案设计摘要、主要结构图、计算简图和荷载分析、承载力估算等。方案设计格式和要求：第一部分为500字左右的方案设计摘要；第二部分为主要结构图、计算简图和荷载分析、承载力估算等。
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2、模型制作要求
模型制作包括两个部分：①模板支撑结构：要求模板支撑结构模型的高度不得低于600±5mm，模型底部的平面尺寸不得超出400mm×400mm范围。②加载盒：加载盒内部空间的平面尺寸为400mm×400mm，高度为55mm，中间设一根下凸梁，其模板的净空尺寸为400 mm ×50mm×80mm（详见示意图），加载盒内侧必须保证平整，不得有任何杆件。模板支撑结构和加载盒模型要求分开单独制作，不得粘结在一起。模板支撑结构和加载盒的总重量不得大于200克。
3、加载步骤及要求
先将模板支撑结构模型安放在加载试验平台指定的加载位置上，然后，再将加载盒平放在模板支撑结构模型的顶部。加载试验前，先在编号1漏斗中装载8kg的铁砂，编号2、3漏斗待编号1漏斗加载完毕后，再根据情况依次自行选择加载重量，且加载重量须在2kg、4kg、6kg、8kg中选择。三个漏斗加载的总重量不得超出20kg。加载试验时随机确定加载位置，然后按漏斗编号1、2、3顺序依次将装在漏斗中的铁砂分别卸到加载盒里，每次加载后需稳定至少10秒钟。 四、课时分配
本实验32个课时。 五、上交资料
完成符合要求的多层楼板结构模型一份，提交理论方案一份，500字以上。
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第二章 轻型木结构模型
实验四 轻型木结构房屋模型开放性实验指导书 一、实验目的
1、了解轻型木结构的相关规范；
2、熟悉轻型木结构房屋的基础、墙体、屋盖的施工要求； 3、掌握轻型木结构房屋模型制作的方法。 4、培养学生的动手能力。 二、实验材料及工具
PVC泡沫板，木材（截面尺寸分别为2mm*6mm、2mm*8mm, 力学性能参考值：顺纹弹性模量1.0×104MPa，顺纹抗拉强度30MPa）、502胶水、覆面板材、美工刀、直尺、量角器等。 三、实验内容及步骤
1、模型图纸：
一层平面图
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屋顶平面图
剖面图
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南立面 西立面
北立面 东立面
2、基础处理： 放线 在混凝土地基上测定尺寸是很重要的一道工序，不但可以测定混凝土地基本身的尺寸和面积，也可以确定墙体的位置。因此测量工作一定要尽可能的精确。
放线步骤 （1）.画基准线;
（2）.在基准线上作出直角垂线，应用勾股定理画直角三角形（3-4-5或6-8-10）; （3）.按照需要延长线长，并用水平线盒垂直线记下放线位置.
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3、墙体制作与安装： （1）西侧墙体 2mm×6mm
顶梁板 108mm 1片 顶梁板 120mm 1片 地梁板 120mm 1片 墙骨柱 114mm 9片 OSB 60mm×120mm 2片
墙骨位置
制作步骤
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（2）北面墙体 2mm×6mm
顶梁板 67mm 1片 顶梁板 139mm 1片 顶梁板 200mm 1片 地梁板 200mm 1片 墙骨柱 114mm 8片 托柱 106mm 4片 短柱 41mm 7片 窗台梁 34mm 1片 窗台梁 54mm 1片 2mm×8mm
窗过梁 38mm 2片 窗过梁 58mm 2片 背衬 114mm 1片 OSB
60mm×120mm 2片 60mm×92mm 1片 60mm×60mm 1片 60mm×32mm 1片
墙骨位置
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制作步骤
（3）东面墙体 2mm×6mm
顶梁板 108mm 1片 顶梁板 120mm 1片 地梁板 120mm 1片 墙骨柱 114mm 8片 托柱 106mm 2片 短柱 41mm 3片 窗台梁 34mm 1片 2mm×8mm
窗过梁 38mm 2片 OSB 60mm×120mm 2片
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墙骨位置
制作步骤
（4）南面墙体 2mm×6mm
顶梁板 67mm 1片 顶梁板 139mm 1片 顶梁板 200mm 1片 地梁板 200mm 1片 墙骨柱 114mm 10片 托柱 106mm 2片 短柱 41mm 7片 窗台梁 34mm 1片 窗台梁 54mm 1片 2mm×8mm
门过梁 54mm 2片 背衬 114mm 1片
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墙骨位置
制作步骤
（5）内墙墙体 2mm×6mm
顶梁板 120mm 1片 顶梁板 108mm 1片 地梁板 108mm 1片 墙骨柱 114mm 7片 托柱 100mm 2片 门楣 44mm 1片 短柱 12mm 4片
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墙骨位置
制作步骤 3、吊顶格栅安装 （1）吊顶格栅 2mm×6mm
格栅 114mm 11片
格栅位置
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（2）吊顶背衬 2mm×6mm
阻隔 18mm 3片 2mm×8mm
背衬 120mm 1片
背衬位置
4、屋面框架 2mm×6mm
普通椽条 93mm 18片 挑椽 93mm 4片 山墙封檐椽 94mm 4片 封檐板 242mm 2片 山墙 37mm 2片 山墙 13mm 4片 山墙 60mm 4片 山墙 53mm 4片 檐条端部封板 8mm 2片 挑檐 36mm 4片
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檐条端部封板 14mm 2片 挑檐 40mm 4片 檐底板垫块 238mm 1片 2mm×8mm 脊梁238mm1片 OSB
60mm×120mm 2片 30mm×120mm 1片 30mm×60mm 2片
部件尺寸
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屋顶安装步骤 18
四、课时分配
本实验32个课时。 五、上交资料
完成符合要求的轻型木结构模型一份，提交实验体会一份，500字以上。
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