本书基于部分学校开设的“结构类模型创构与实现”课程，讲解了完成结构模型竞赛所需要的相关知识，包括结构选型与优化、结构模型制作、结构力学性能分析及上机实践、经典赛题解析。通过综合运用材料力学、理论力学、结构力学、结构测试技术、土木工程材料、建筑施工等相关主干课程知识，进行模型的设计和制作，同时完成数值分析和计算书的撰写，旨在培养学生的创新思维、应用能力和动手能力，强化培养团队意识和协作能力。
本书可供高校土木类相关专业的本科生教学使用，也可作为大学生结构设计竞赛的参赛指导教程。

第1章 结构选型与优化
1.1 结构布置
1.1.1 结构设计的基本要求
1.1.2 结构选型和布置的原则
1.2 结构形式
1.2.1 梁式、刚架、桁架结构
1.2.2 拱结构
1.2.3 网架和网壳结构
1.2.4 张拉结构
1.2.5 其他形式
1.3 截面、连接形式及选择
1.3.1 截面初选原则
1.3.2 矩形截面
1.3.3 薄壁截面
1.3.4 箱形截面
1.3.5 T形截面
1.3.6 工字形截面
1.3.7 框架梁柱节点形式及计算模型
1.4 结构优化分析
1.4.1 结构优化目标
1.4.2 结构优化的分类
1.4.3 结构优化方法及软件介绍
1.4.4 应用实例
第2章 结构模型制作
2.1 不同截面杆件制作
2.1.1 圆管形杆件
2.1.2 箱形截面杆件
2.1.3 “T、L、H”形杆件
2.1.4 异形杆件
2.2 模型杆件之间的连接制作
2.2.1 杆件之间的连接节点处理
2.2.2 结构与边界连接制作(节点板、粘结、绑扎等)
2.3 构件模型制作
2.3.1 柱模型制作方法
2.3.2 梁模型制作方法
2.3.3 支撑杆件制作方法
2.3.4 冲击荷载作用下模型制作要点
2.4 手工制作要点
2.4.1 杆件的剪裁注意要点
2.4.2 粘结材料的使用要点
2.4.3 预应力的施加
2.4.4 变截面做法
2.4.5 其他注意事项
第3章 结构力学性能分析及上机实践
3.1 结构力学方法及应用
3.1.1 力法
3.1.2 位移法
3.1.3 能量法
3.1.4 极限荷载
3.2 有限元方法及基本原理
3.2.1 矩阵位移法
3.2.2 结构动力计算
3.2.3 几何非线性问题
3.2.4 SAP2000和ANSYS的介绍及常规操作
3.3 上机实践
3.3.1 直杆结构建模
3.3.2 曲杆结构建模
3.3.3 复杂结构分析
第4章 经典赛题解析
4.1 第十届全国大学生结构设计竞赛赛题(大跨度屋盖结构)
4.1.1 赛题简介
4.1.2 模型材料及制作工具
4.1.3 模型制作要求
4.1.4 加载过程
4.1.5 赛题分析及计算书
4.2 第十一届全国大学生结构设计竞赛赛题(渡槽支承系统结构设计与制作)
4.2.1 赛题简介
4.2.2 模型材料及制作工具
4.2.3 赛题分析及计算书
4.3 第十四届华东地区高校结构设计邀请赛赛题(防撞结构)
4.3.1 赛题简介
4.3.2 模型材料及制作工具
4.3.3 赛题分析及计算书
4.4 第十五届华东地区高校结构设计邀请赛赛题(桥梁结构顶推法施工模型设计与制作)
4.4.1 赛题简介
4.4.2 模型材料及制作工具
4.4.3 加载设备及加载阶段
4.4.4 模型加载及评判标准
4.4.5 赛题分析及计算书
4.5 第十二届全国大学生结构设计竞赛赛题(承受多荷载工况的大跨度空间结构模型设计与制作)
4.5.1 赛题简介
4.5.2 加载与测量
4.5.3 模型材料
4.5.4 模型加载装置参考尺寸图
4.5.5 赛题分析及计算书
参考文献