全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競賽

1、三峽大學(xué)第一屆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競賽賽題三峽大學(xué)大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競賽委員會(huì)2010. 8. 30賽題名稱：體育場懸挑屋蓋結(jié)構(gòu)1、競賽模型競賽模型為體育場看臺(tái)上部懸挑屋蓋結(jié)構(gòu)， 采用木質(zhì)材料制作，具體結(jié)構(gòu)形式不限。 模型包括下部看臺(tái)、過渡鋼板和上部挑篷結(jié)構(gòu)三部分。其中前兩部分通過螺栓連接，由 承辦方提供；挑篷結(jié)構(gòu)由參賽選手設(shè)計(jì)制作，并通過螺栓與過渡鋼板連接。圖1給出一示意性結(jié)構(gòu)形式。挑擡結(jié)構(gòu)過渡鋼梅下部看臺(tái)圖1示意性懸挑屋蓋結(jié)構(gòu)2、模型要求2.1下部看臺(tái)及過渡鋼板看臺(tái)底面尺寸600mrK 800mm （800mm為懸挑方向），高340mm，剖面呈梯形，頂 部寬150mm（如圖2所示）。看臺(tái)頂部設(shè)有過渡鋼板，

2、厚10mm,平面尺寸150mrK 600mm。 板上設(shè)有如圖2所示的M4螺栓孔，用于固定挑篷結(jié)構(gòu)。2.2挑篷結(jié)構(gòu)挑篷結(jié)構(gòu)包括支承骨架和圍護(hù)材料兩部分。支承骨架由木條制成，形式不限。圍護(hù) 材料采用120g布紋紙，由承辦方統(tǒng)一提供，各隊(duì)自行裁剪粘貼。要求圍護(hù)材料在外觀 上必須全部覆蓋挑篷上部及背部區(qū)域；即從挑篷上方和后方看，圍護(hù)材料不得出現(xiàn)空隙 （見圖3）。圍護(hù)材料可探出支承骨架邊緣，但其最大探出長度不得大于20mm。HWO5=HU2X815013x50=650圖2看臺(tái)平面圖及剖面圖覆面材料圖3懸挑結(jié)構(gòu)示意為保證競賽的公平性、合理性和可操作性，對挑篷幾何尺寸做如下限定：1）在距挑篷前緣60mm區(qū)域

3、內(nèi)（圖4中的A點(diǎn)附近），必須保證屋面平坦，不得有 明顯的傾斜和彎曲，以便競賽過程中的加載與測量；2）挑篷結(jié)構(gòu)上弦前緣（即圖4中的A點(diǎn)）高度不得低于650mm,在挑篷結(jié)構(gòu)的下 方（即圖4中B點(diǎn)以下以右區(qū)域）不得出現(xiàn)任何構(gòu)件；3）屋面前緣最低點(diǎn)不得低于后緣的最高點(diǎn)， 相當(dāng)于圖4中的A點(diǎn)高度不低于C點(diǎn)圖4尺寸限值（圖中括號內(nèi)數(shù)字為相對于O點(diǎn)的坐標(biāo)）3、加荷方式采用在懸挑屋蓋上加豎向靜載和風(fēng)荷載的方式考核各隊(duì)模型的剛度和承載力。3.1荷載施加1）在距懸挑屋蓋前緣50mm處緩慢施加一重物加載條，測量屋蓋前端在重物荷載 作用下的豎向位移（見圖5）,記為d。重物加載條為鋼質(zhì)，截面20mrK 20mm，長60

4、0mm， 重約1.88kg，在屋面上沿垂直懸挑方向放置，測量完畢后取下。2）在懸挑屋蓋前1m處設(shè)置一鼓風(fēng)機(jī)，進(jìn)行風(fēng)速加載，考察模型的極限承載能力， 加載時(shí)間為60s，在加載的過程中如果模型出現(xiàn)損壞即視為比賽失敗。注：模型損壞的標(biāo)志為模型任何構(gòu)件（包括覆面材料）或連接發(fā)生明顯破損。重物加載條 5豐+t 200200 X.T位移測'量點(diǎn)圖5屋蓋前緣加載位置和測量位置俯視圖鼓風(fēng)機(jī)圖6模型及鼓風(fēng)機(jī)位置示意圖3.2位移測量采用接觸式測量方式，共兩個(gè)位移測量點(diǎn)，同時(shí)記錄，位置如圖5所示。結(jié)構(gòu)最終位移取兩個(gè)測點(diǎn)的位移的最大值。風(fēng)荷載加載不測量位移，只檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷臉O限承載力。4. 模型制作材料及鼓風(fēng)機(jī)4

5、.1模型制作材料及工具競賽期間，承辦方為各隊(duì)提供如下材料及工具用于模型制作。木材：桐木，長度1000mm，截面規(guī)格有2mm< 2mm、2mm< 4mm、2mm< 6mm，4mm< 6mm； 1mm< 55mm；木材力學(xué)性能參考值：順紋彈性模量 1.0 <04MPa,順紋抗拉強(qiáng)度30MPa。120g/m2 布紋紙、 M4 螺栓 膠水 ： 502 膠水制作工具 ：美工刀、鋼尺、砂紙等。 主辦方提供打孔機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、改錐、銼刀等工具5. 模型安裝、加載及測試步驟5.1賽前準(zhǔn)備A. 模型稱重：將制作好的模型在未連接過渡鋼板前稱重（精度 0.1g）。B. 將模型安裝在過

6、渡鋼板上,等待入場。C. 得到入場指令后,迅速將模型及過渡鋼板抬進(jìn)場內(nèi),固定在看臺(tái)上,準(zhǔn)備進(jìn)行加載。D. 以上過程由各隊(duì)自行完成,賽會(huì)人員負(fù)責(zé)監(jiān)督、標(biāo)定測量儀器和記錄。如在此過程 中出現(xiàn)模型損壞,或者是模型無法安裝到加載臺(tái)上,則視為喪失比賽資格。5.2 加載及測試步驟A. 參賽隊(duì)代表進(jìn)行 1 分鐘陳述,之后評委提問 1 分鐘。B 將重物加載條緩慢放在屋蓋上指定位置處， 等待15秒結(jié)構(gòu)變形穩(wěn)定后，根據(jù)位移計(jì) 上的示數(shù)記錄位移值（精度 0.1mm）。C. 取下重物加載條，重新標(biāo)定位移計(jì)，然后啟動(dòng)風(fēng)機(jī)連續(xù)施加風(fēng)載，持續(xù)時(shí)間60s，加載完后檢查模型是否完整。D. 如在以上過程中出現(xiàn)模型損壞，則視為比賽

7、失敗。6. 評分標(biāo)準(zhǔn)（一）結(jié)構(gòu)評分按總分100分計(jì)算，其中包括:A.計(jì)算書及設(shè)計(jì)圖10%（共 10 分）B.結(jié)構(gòu)選型與制作質(zhì)量10%（共 10 分）C.現(xiàn)場表現(xiàn)5%（共 5 分）D.結(jié)構(gòu)重量50%（共 50 分）E.結(jié)構(gòu)剛度25%（共 25 分）（二）評分細(xì)則:A.計(jì)算書及設(shè)計(jì)圖（共10分）a計(jì)算內(nèi)容的完整性共4分b.圖文表達(dá)的清晰性、規(guī)范性共6分B.結(jié)構(gòu)選型與制作質(zhì)量（共10分）a.結(jié)構(gòu)合理性與創(chuàng)新性共6分b.模型制作美觀性共4分C .現(xiàn)場表現(xiàn)（共5分）a.賽前陳述共3分b.賽中答辯共2分D 結(jié)構(gòu)重量 （共50分）在所有成功完成競賽的模型中，質(zhì)量最輕者得 50分，最重者得10分，其余隊(duì)模型的重量分?jǐn)?shù)Si按下式計(jì)算：S,Mmax 虹 40 10M max M min式中：Mmin為重量最輕者的質(zhì)量，單位 g； Mmax為重量最重者的質(zhì)量；Mi為所考察模型的質(zhì)量。本項(xiàng)所得分?jǐn)?shù)保留小數(shù)點(diǎn)后兩位E 結(jié)構(gòu)剛度（共25分）在所有成功完成競賽的模型中，綜合位移最小者得25分，最大者得5分，其余各隊(duì)模型的剛度分?jǐn)?shù)S2按下式計(jì)算:D