7A文第十届全国大学生结构设计竞赛赛题Word格式文档下载.docx

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承台板板面标高定义为±

0.00。

图-2承台板平面尺寸图

2.2支承结构

仅允许在4个柱位处设柱（图-2中阴影区域），其余位置不得设柱。

柱的任何部分（包括柱脚、肋等）必须在平面净尺寸（850mm×

550mm）之外，且满足空间检测要求。

（即要求柱设置于四角175mm×

125mm范围内。

）

柱顶标高不超过+0.425（允许误差+5mm），柱轴线间范围内+0.300标高以下不能设置支撑，柱脚与承台板的连接采用胶水粘结。

2.3屋盖结构

屋盖结构的具体形式不限，屋盖结构的总高度不大于125mm（允许误差+5mm），即其最低处标高不得低于0.300m，最高处标高不超过0.425m（允许误差+5mm）。

平面净尺寸范围（850mm×

550mm）内屋盖净空不低于300mm，屋盖结构覆盖面积（水平投影面积）不小于900×

600mm，也不大于1050×

750mm，见图-3。

不需制作屋面。

屋盖结构覆盖面积（水平投影面积）不小于900×

但不限定屋盖平面尺寸是矩形，也不限定边界是直线。

屋盖结构中心点（轴网900×

600mm的中心）为挠度测量点。

2.4剖面尺寸要求

模型高度方向的尺寸以承台板面标高为基准，尺寸详见图-4、5。

图-3屋盖结构尺寸图

图-4结构剖面图A

图-5结构剖面图B

3

模型材料及制作工具

3.1竹材

竹材规格及数量如表-1所示，竹材参考力学指标如表-2所示。

表-1竹材规格及用量

竹材规格

竹材名称

数量

竹皮

1250mm×

430mm×

0.50mm

本色侧压双层复压竹皮

4张

0.35mm

0.20mm

本色侧压单层复压竹皮

竹条

900mm×

6mm×

1mm

40根

2mm×

2mm

3mm×

3mm

注：

竹条实际长度为930mm。

表-2竹材参考力学指标

密度

顺纹抗拉强度

抗压强度

弹性模量

0.789g/cm3

150MPa

65MPa

10GPa

3.2粘结胶水

502胶水12瓶（规格30克/瓶）。

3.3制作工具

（1）每队配置工具

图-6测试附件

美工刀（3把），3.0m卷尺（1把），1m钢尺（1把），1.2m丁字尺（1把），45cm三角板（1套），16cm弯头带齿镊子（1把），砂纸（6张，粗砂、细砂各3张），5件套锉刀（1套）、剪刀（2把）、棉手套（3副）、签字笔（3支）、HB铅笔（2支）、透明胶带（1卷）、6吋模型剪钳（2把）、切割垫块（1块）、工具收纳筐（1个）。

（2）公用工具

裁纸刀A3（10台）、空间木星模型检测块（4个）。

3.4测试附件

测试附件为100×

100×

0.8mm的铝片，重17.5g，用于挠度测试。

如图-6。

重量不计入模型重量。

铝片中心刻有直径10mm及直径50mm的圆痕。

3.5屋面材料

屋面材料采用柔软的塑胶网格垫，厚度约3mm。

尺寸为1.5:

1的矩形，四周切为弧形，具体尺寸：

长约108cm，宽约72cm，切弧半径为175mm，以满足重量1kg为准（误差0.5g），中间位置开直径80mm的圆孔（挠度测试之需），详见图-7。

图-7屋面材料

3.6加载材料

加载材料采用软质塑胶运动地板（图-8，9），尺寸950mm×

650mm，四周切为弧形，中央开直径80mm的圆孔（挠度测试之需）。

加载材料厚度约2.4mm。

单块重量2kg，误差控制在1g以内，大于2kg的部分通过均匀开小孔（孔径10mm）的方式减去，小于2kg的粘贴小块材料补足。

图-8加载材料尺寸图

图-9加载材料尺寸图

4

模型制作要求

4.1模型的承台板由竞赛主办方统一提供，板长边中点处标注承台板自重（精确到1g）。

各参赛队不得对其进行任何致重量改变的操作，如打磨、挖空，削皮，洒水等，否则视为违规，取消比赛资格。

4.2模型的其余部分由参赛队制作。

模型结构的所有杆件、节点及连接部件均采用给定材料与粘结胶水手工制作完成。

4.3测试附件粘贴要求

（1）测试附件（铝片）粘贴于屋盖结构中心处（见图-3~5），且铝片中心区域（直径50mm）表面应平行于承台板面。

屋面材料铺设后，必须能与铝片接触。

（2）铝片必须直接牢固粘贴在与屋面网垫接触的杆件上，第一阶段加载过程中出现脱落、倾斜而导致的位移计读数异常，各参赛队自行负责。

（3）若中心区域无杆件，则需由参赛队自行增加杆件连接，增加的杆件计入模型重量。

4.4模型提交时应组装为整体，即将承台板、支承结构和屋盖结构用胶水装配成整体。

4.5模型制作时间为14小时。

模型应在规定的制作时间内组装为整体，此后不能再有任何实质性的操作。

4.6比赛中提供的制作台尺寸1220×

2440mm，台面高度720~750mm。

5

模型净空检测及称重

5.1模型净空间检测

用标准净空模块（850mm长×

550mm宽×

300mm高）沿纵向及横向穿越模型内部，如不能通过，则视为模型不合格。

5.2屋盖平面尺寸及高度检测

用激光水平仪和卷尺检测屋盖平面尺寸及高度，满足下列要求之一者视为不合格。

（1）屋盖平面尺寸最大处超过允许值（1050、750）+10mm（每侧+5mm）；

（2）屋盖平面尺寸最小处超过允许值（900、600）-10mm（每侧-5mm）；

（3）屋盖厚度超过允许值（125mm）+5mm。

5.3模型称重

模型整体称重后，减去承台板及测试附件（铝片）的重量，即为参赛模型的重量Mi。

6

模型加载及评判

6.1加载方式

模型加载采用静加载的形式完成，所加荷载为屋面全跨均布荷载，荷重用软质塑胶运动地板模拟。

6.2加载准备

（1）模型置于加载台上，调试位置。

使位移计激光投射于铝片中心直径为10mm的圆痕区域内，完成定位。

（2）调整激光位移计高度。

使激光位移计底面至铝片中心的垂直距离为100±

25mm范围内。

（3）布置摄像头。

模型净空范围内设置摄像头，观测受力过程中结构的变形。

6.2加载过程

先铺屋面材料，作为预加载，然后位移计读数清零。

模型加载分为两个阶段：

6.2.1第一阶段：

标准加载14kg（七张胶垫）

（1）先加第一级，6kg（三张胶垫逐张加载），完成后持荷20秒，测试并记录测试点挠度值。

（2）再加第二级，8kg（四张胶垫逐张加载），完成后持荷20秒，测试并记录测试点挠度值。

第一阶段加载时的允许挠度为[w]=4.0mm。

6.2.2第二阶段：

最大加载

第二阶段的最大加载量由各参赛队根据自身模型情况自行确定，可报两个级别（定义为第三级和第四级），并应在加载前上报。

荷载级别为胶垫的数量（即2kg的倍数）。

（1）先加第三级，按上报加载量一次完成加载，持荷20秒，如结构破坏，终止加载，且本级加载量不计入成绩；

如结构不破坏，继续加载。

（2）再加第四级，按上报加载量一次完成加载，持荷20秒，加载结束。

如结构破坏，本级加载量不计入成绩；

如结构不破坏，本级加载量计入成绩；

第二阶段加载时不进行挠度测试。

6.2.3加载过程由参赛队队员完成。

6.2.4自预加载开始，至加载结束，时间控制在6分钟以内。

（第四级加载后的持荷时间不计入6分钟内）

6.3评判标准

6.3.1第一阶段

加载过程中，出现以下情况，则终止加载。

本级加载及以后级别加载成绩为零（即第二级加载出现此情况，加载项成绩算第一级加载成功的成绩）；

（1）模型结构发生整体倾覆、垮塌；

（2）屋面杆件脱落；

（3）挠度超过允许挠度限值[w]的1.10倍。

6.3.2第二阶段

（1）加载过程中，若模型结构发生整体倾覆、垮塌，则终止加载，本级加载及以后级别加载成绩为零（即第三级加载出现此情况，加载项成绩算第二级加载成功的成绩）；

（2）加载过程中，若模型结构未发生整体倾覆、垮塌，但有局部杆件的破坏、脱落或过大变形，则可继续加载。

6.3.3每队加载成绩由各级加载成功时，计算所得荷重比分数和刚度分数组成。

7

评分项及评分标准

7.1模型评分项及分值

模型评分项共五项，总分100分，其中包括：

（1）计算书以及设计说明——10分

（2）结构选型与制作质量——10分

（3）现场表现——5分

（4）模型承载力——60分

（5）模型刚度——15分

7.2评分标准

7.2.1计算书以及设计说明——10分

（1）计算内容的完整性、准确性6分

（2）图文表达的清晰性、规范性4分

7.2.2结构选型与制作质量——10分

（1）结构合理性与创新性5分

（2）模型制作质量与美观性5分

7.2.3现场表现——5分

（1）赛前陈述3分

（2）现场答辩2分

7.2.4模型承载力——60分（第一阶段加载，35分；

第二阶段加载，25分）

（1）计算各参赛队模型（i）的单位自重承载力m1i、m2i

按式（a）计算：

，

（a）

N1——第一阶段加载成功时的加载荷重（包括屋面重量）；

若两级加载均成功，承载力为两级加载块重量和屋面材料重量之和，即N1=15kg；

若仅第一级加载成功，承载力为第一级加载块重量和屋面材料重量之和，即N1=7kg。

N2i——第二阶段加载时，本队模型的加载荷重，单位：

kg；

Mi——本队模型的自重；

单位：

g。

（2）模型承载力得分Ci

按式（b）计算：

（b）

m1,maG——第一阶段加载时，所有参赛队模型中单位自重承载力的最大值；

m2,maG——第二阶段加载时，所有参赛队模型中单位自重承载力的最大值。

7.2.5模型刚度——15分（仅第一阶段加载）

按以下方式计算模型刚度得分Ki

（a）当wi≤[w]时

（c1）

（b）当[w]＜wi≤1.10[w]时

（c2）

（c）当wi＞1.10[w]或wi＜0时

（c3）

wi——第一阶段加载成功时，本队模型的挠度（mm），向下为正。

[w]——第一阶段加载时的允许挠度，[w]=4.0mm。

8

计算书要求

8.1计算书内容要求

计算书应包括以下内容：

（1）赛题解读

（2）结构选型分析及结构方案

（3）构件尺寸

（4）计算分析

（5）第二阶段加载所需的重量（两级）

（6）必要的图纸

8.2计算书格式要求

计算书格式要求详见附件。