大連第十二屆大學生結(jié)構(gòu)設計競賽題目

1、大連市第十二屆大學生結(jié)構(gòu)設計競賽題目一. 競賽題目高聳結(jié)構(gòu)模型設計、制作和加載試驗二競賽內(nèi)容競賽內(nèi)容包括：理論方案設計、結(jié)構(gòu)模型制作、作品介紹與答辯、模型加載試驗。三競賽要求1. 理論方案要求(1) 理論方案的內(nèi)容應包括：方案設計、結(jié)構(gòu)計算、構(gòu)件設計與制作。方案設計包括方案構(gòu)思、 模型造型、 結(jié)構(gòu)體系及其特色分析； 結(jié)構(gòu)計算包括計算簡圖、 荷載計算、 內(nèi)力分析、 承載能力估算等； 構(gòu)造設計與制作包括構(gòu)件詳圖、結(jié)點詳圖、方案效果圖、模型制作工藝說明等。(2) 理論方案封面必須注明作品名稱、參賽學校、參賽隊員姓名和專業(yè)、指導老師，并加蓋參賽 學校教務處公章(詳見附件一) ；正文按方案設計、結(jié)構(gòu)計算

2、、構(gòu)件設計與制作的順序編排。除封面 外，其余頁面均不得出現(xiàn)任何有關(guān)參賽學校名稱和個人姓名的信息，否則取消參賽資格。(3) 理論方案要求用 A4 紙打印，一式十份，其中一份需匿名，不能體現(xiàn)學校信息和參賽選手信 息。2. 設計制作要求(1) 模型制作材料模型制作材料為組委會統(tǒng)一提供的 230 克巴西白卡紙、鉛發(fā)絲線(鞋底)和白膠。不得使用組委 會指定以外的其它任何材料，否則將直接取消其參賽資格，并通報。(2) 模型制作要求模型總高度應為 1000mm ，允許誤差為 10mm；模型在高度為 400mm 和 700mm 處應分別有一個加載平臺，允許誤差為5mm； 圖 1 為模型制作空間投影圖。模型制作

3、范圍為空白區(qū)域。內(nèi)部的陰影空間1、2 均為圓柱，直徑分別為60mm、150mm，高度分別為900mm、100mm;空白區(qū)域3為圓臺，其規(guī)格：上下底直徑分 別為160mm、250mm，高度為1000mm ；陰影空間4是為加載器材放置而設定的，是以60mm x 10mm的橫截面橫穿圓臺空間正中的凈空區(qū)域，并且上下互相垂直，該區(qū)域為加載鋼板放置位置。陰影區(qū)域 不允許制作構(gòu)件，包括在頂部和其他層高處橫穿陰影空間的橫向聯(lián)系； 模型頂部要求：模型頂通過安裝加載裝置(如圖2)對其施加扭轉(zhuǎn)荷載(如圖 3),模型在側(cè)視方向上的裝置固定寬度須大于等于100mm，即側(cè)視方向上的兩固定鋼板的內(nèi)側(cè)距離須大于等于100m

4、 m,且應滿足能使頂部加載裝置固定住的要求； 模型的外形不作限制 ; 模型需要在 400mm 和 700mm 高度處的鋼板放置位置用筆標記出鋼板放置位置。鋼板兩邊掛 砝碼的形式對其施加豎向荷載,如圖 3 所示。 第一級加載完成后, 相對于第一級加載前安裝在模型頂部的扭轉(zhuǎn)荷載施加裝置在其所在平面上 的旋轉(zhuǎn)角度必須小于等于 20度。止觀函恍祀田圖1制作空間說明圖圖2頂部加載裝置固定示意圖圖3模型加載安裝示意圖四、加載說明與失效評判1.加載裝置介紹(1 )加載鋼板鋼板如圖4(a)，尺寸見圖4( b);鋼板自重為1.64kg,上下層加載托盤自重分別為2.55kg和5.11kg。00550圖4鋼板說明圖

5、(2)頂部加載裝置頂部加載裝置如圖5(a)，尺寸見圖5 (b)三視圖，側(cè)視方向上兩角鋼間距離可調(diào)動；頂部裝置 自重622.2g,由兩個長為250m啲不等邊角鋼(型號：25X 16X 3mm、兩根0 6的鋼筋和8個六角螺母(型號：M6組成。(模型頂部應保證加載裝置的安裝，并與加載裝置的角鋼充分接觸)。(a)頂部裝置立體圖圖5頂部加載裝置說明圖(b )頂部裝置三視圖2.加載臺介紹加載臺尺寸見圖6，加載臺的正視面對應著模型的正視面，木板頂部到加載裝置頂部滑輪中心的 垂直距離為1000mm，兩個滑輪在加載臺側(cè)視方向居中放置（如圖所示）。LEE圖6加載臺三視圖3加載砝碼介紹（1）豎向荷載所用砝碼砝碼分為

6、 A類砝碼和 B類砝碼：A類砝碼： 重量：5.1kg 直徑：165mm 高度：35mm ； B類砝碼： 重量：2.55kg 直徑：145mm 高度：33mm ；（2）扭轉(zhuǎn)荷載所用砝碼砝碼為長方體形狀，規(guī)格為60mM 45mmc 30mm，質(zhì)量為 620g。4 加載試驗要求（1） 模型的底部不固定，直接將模型放置于加載臺的木板中心處并對中（木板上有過形心的對稱軸線標志，木板位于加載臺的底部中心），模型的正視面與加載臺的正視面相對應；（2） 第一級加載：在下層鋼板左右兩邊的砝碼盤各放置5.1kg的砝碼；在上層鋼板左右兩邊的砝碼盤各放置2.55kg的砝碼（上下層鋼板上均有過形心的對稱軸線）；往加載臺

7、左右兩邊起牽引作 用的吊鉤上各掛裝有3個砝碼（每個砝碼重620g）的的布袋（無沖擊，扭轉(zhuǎn)荷載的加載方向在交模型 時現(xiàn)場抽簽決定，為俯視的順逆時針方向）；加載完畢后模型穩(wěn)定 10秒，若沒出現(xiàn)失效現(xiàn)象，則第一級加載成功，可進行下一級加載；（3）第一級加載成功后，頂部扭轉(zhuǎn)荷載不變，以后的每級加載的上、下層的豎直總荷載（豎直總荷載指兩邊的荷載總和）按 1:2的比例增加。下層每級豎直荷載增加梯度為10.2kg，荷載上限為下層達到61.2kg，上層達到30.6kg ;下層施加豎直荷載只能使用5.1kg的砝碼，上層只能用 2.55kg的砝碼。每級加載完畢后模型穩(wěn)定10秒后，若沒出現(xiàn)失效現(xiàn)象，可進行下一級加載

8、。表1.加載數(shù)據(jù)表部分展示（單位： kg）加載級數(shù)下層豎直總荷載上層豎直總荷載頂部扭轉(zhuǎn)荷載第一級10.25.1每側(cè)袋子1.86第二級20.410.2每側(cè)袋子1.86第三級30.615.3每側(cè)袋子1.865.模型失效評判準則在進行加載時，出現(xiàn)下列任一情形則判定為模型失效，該模型不能繼續(xù)加載，并將上一級加載重 量視為該作品實際所能承載的最高加載重量，并作為荷質(zhì)比計算的依據(jù)。（1）模型尺寸及材料使用不符合規(guī)定要求；（2 ）模型無法按規(guī)定的安裝、加載、測量方式進行安裝、加載和測量；（3）每級加載后，相對于第一級加載前安裝在模型頂部的扭轉(zhuǎn)荷載施加裝置在其所在平面上的 旋轉(zhuǎn)角度大于20度；（4 ）砝碼掉落

9、，吊盤接觸地面或加載臺；（5）參賽人員加載砝碼后碰觸加載臺或模型；（6）模型在加載過程中出現(xiàn)明顯的結(jié)構(gòu)形變或損壞，包含受力構(gòu)件斷裂失效等；（7）評審委員會認為超出正常允許情形的其他失效情況。五評分規(guī)則總分為100分，包括結(jié)構(gòu)造型與體系、理論分析、模型制作、敘述答辯和加載試驗5個方面。1、結(jié)構(gòu)造型與體系（10分）按模型結(jié)構(gòu)的構(gòu)思、造型和結(jié)構(gòu)體系的合理性和創(chuàng)新性評分，該項分數(shù)記為R1。,該項分數(shù)記為R2。2、理論分析（5分）按設計說明書、方案圖和計算書內(nèi)容的完整性、準確性和規(guī)范性評分3、模型制作（10分）按模型制作工藝情況評分，該項分數(shù)記為R3。以上3項均在加載前評畢。 模型尺寸及材料使用不符合設

10、計制作要求的，或參賽過程中有其他違規(guī)現(xiàn)象的將直接淘汰，不進入加載試驗階段。4、敘述答辯（5分）按現(xiàn)場敘述和答辯情況，由評委當場給分，該項分數(shù)記為R4。5、加載試驗（70分）完成加載試驗的模型，按以下方法計分：（1）荷質(zhì)比為模型最大承載重量（下層鋼板上承受的最大豎直荷載）m1 （kg）,與模型本身質(zhì)量m2 （kg）之比：荷質(zhì)比 A 旦。（結(jié)果四舍五入，只取到小數(shù)點后兩位）（2）荷質(zhì)比最大的模型加載性能分為下：60分，記其荷質(zhì)比為Amax，其他模型載重分計算公式如60式中Amax為所有模型中荷質(zhì)比最大值,A為其他模型各自的荷質(zhì)比；S為模型加載性能得分。（3）模型頂部扭轉(zhuǎn)分計算公式如下（滿分為 10

11、分）：i1-1020式中i為第i組模型扭轉(zhuǎn)性能得分，i為第i組模型在其施加的所有級荷載中最大的頂部扭轉(zhuǎn)角值（單位：度）。加載試驗分數(shù)記為 r5 s i。以上1-5各項得分相加，總成績 R Ri R2 R3 R4 F5，分數(shù)最高者優(yōu)勝。六.加載試驗程序及操作步驟（1）由參賽隊員首先自行將模型安置在試驗裝置上。先安裝模型頂部的扭轉(zhuǎn)裝置，接著安裝上層鋼板和砝碼盤裝置，最后安裝下層鋼板和砝碼盤裝置；各裝置的安裝需與圖7中的位置相同（下層鋼板的兩條長邊垂直于加載臺下邊的兩條長邊，上層鋼板的兩長邊與下層鋼板兩長邊垂直， 頂部扭轉(zhuǎn)裝置兩角鋼的棱角線與下層鋼板兩長邊垂直） ；各裝置均需對中正放；圖7各加載裝置放置示意圖（2）在安置模型的同時，由一名參賽隊員向評委和觀眾介紹參賽作品，然后回答評委提問，時 間控制在3分鐘內(nèi)。（3 ）由參賽隊員首先加載豎直荷載，需將所選重量（砝碼）小心放在加載盤上，即先在下層鋼板左右兩邊的砝碼盤各放置 5.1kg的砝碼；然后在上層鋼板左右兩邊的砝碼盤各放置2.55kg的砝碼。加完豎直荷載后加扭轉(zhuǎn)荷載。加載完畢后需穩(wěn)定10秒鐘。若第一級加載成功，參賽隊可進行