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土木与建筑学院第六届结构设计竞赛赛题



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土木与建筑学院第六届结构设计竞赛

土木与建筑学院第六届结构设计竞赛赛题
一. 竞赛背景
大跨度空间结构是国家建筑科学技术发展水平的重要标志之一。世界各国对空间结构 的研究和发展都极为重视,例如国际性的博览会、奥运会、亚运会等,各国都以新型的空 间结构来展示本国的建筑科学技术水平,空间结构已经成为衡量一个国家建筑技术水平高 低的标志之一。 近年来我国大跨度空间结构发展迅速,特别是北京奥运会的大型体育场馆的建设规模 和技术水平在世界上都是领先的,将成为我国空间结构发展的里程碑。空间结构以其优美 的建筑造型和良好的力学性能而广泛应用于大跨度结构中。

二.

竞赛赛题
承受静荷载的五角大跨度空间结构模型设计

三.

竞赛要求

1. 参赛队员要求
(1) 参赛者为土木与建筑学院在校生。每个参赛队由 3-4 名学生组成。每位参赛者只 允许参加一个参赛队,各参赛队应独立设计、制作。 (2) 每个参赛队只能参与一个项目,提交一份作品,并给作品命名。 (3) 各参赛队必须在规定时间和地点参加竞赛活动,缺席者作为自动弃权处理。竞赛 期间不得任意换人,若有参赛队员因特殊原因退出,则缺人竞赛。

2. 参赛作品要求
(1) 作品应力求有创造性,贴近实际、结构合理、制作精巧。 (2) 每个参赛队仅能提交一份作品。

3. 竞赛内容
竞赛内容包括:理论方案设计、结构模型制作、模型加载试验。

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4. 理论方案要求

土木与建筑学院第六届结构设计竞赛

(1) 理论方案的内容为计算书。计算书应包括结构选型、计算简图、荷载分析、内力 分析、承载能力估算等。 (2) 理论方案封面必须注明作品名称、参赛队名、参赛队员姓名和专业。除封面外, 其余页面均不得出现任何有关参赛队名和个人姓名的信息,否则取消参赛资格。 (3) 理论方案要求用 A4 纸打印,于规定时间内交到竞赛组委会,逾期未交和过期交 接扣除 10 分,未交作自动放弃处理。

四.

模型制作

1. 制作材料
(1) 本届大赛的模型制作材料为卡纸和502胶水。 (2) 模型制作所用材料仅限于举办方所提供的材料。 允许对所给材料进行加工、 组合, 但不允许灌胶。 (3) 如模型中采用任何非举办方提供的材料,一经查实,将取消参赛资格。组委会分 发每支参赛队A0白卡纸2张, 502胶水2瓶。 若材料不够, 只可以向举办方申请补发。

2. 设计制作及加载要求
(1) 模型为五角大跨度空间结构模型, 其五个支承脚只能与加载底板上方形柱支承(长 30mm宽30mm高20mm)接触,不得与底板其他地方接触。 (2) 该模型内部跨度为大于等于320mm,小于等于400mm,离地板高度大于等于200mm。 (3) 以模型几何中心为圆心,半径25mm、 高度无限长的圆柱形空间内不得设置任何构件。 (4) 模型不能超越下图所示阴影区域。 (5) 除此以外并无外观规定,鼓励创新。

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土木与建筑学院第六届结构设计竞赛

剖面图(过圆柱中轴线)

内部阴影三维图

(6) 加载仪器说明: 承载台为两张等长、等高的长桌,加载底板置于承载台之间。 加载装置以边长400mm的方形木板作为底板,上有五个方形柱支承(长30mm宽30mm 高20mm, 位置为半径200mm的圆周五等分点上, 并与圆内切) , 中心有边长为100mm 的方形空洞。在模型的几何中心处以直径为100mm的圆板加载,圆板中心连接着 钢索以勾吊砝码,具体尺寸见附图。(模型几何中心留有半径25mm的圆柱形空间 让加载装置通过。)

加载三维图

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土木与建筑学院第六届结构设计竞赛

五.

比赛过程

1. 加载过程:
(1) 比赛测试在两水平等高的平台间进行,选手在工作人员的协助下,将模型安置在 加载仪器上。 (2) 模型几何中心(选手在比赛前应标注出来)为静加载点,加载时应与静载仪器的 圆心重合,初始荷载 10 公斤,荷载增加梯度为 2.5 公斤/次,50KG 封顶。 (3) 在完成第一级静荷载加载后 5s 即可开始进行对第二次静荷载。 以此类推, 继续按 梯度进行加载,直至模型失效。 (4) 若模型结构失效,即取前一次加载重量为最大承载重量。 (5) 砝码加载由参赛队派代表在裁判的监督下进行,加载时队员身体不能接触模型和 已加载上的砝码。

2. 失效条件
凡出现下列情况之一者,即属模型失效,则立即停止加载: (1) 模型无法按照设计要求正确安装就位。
4 抗弯抗压抗蚀 创业创新创优

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土木与建筑学院第六届结构设计竞赛

(2) 模型无法依照比赛组委会规定的加载测量方式进行加载和测量。 (3) 加载过程,加载仪器掉落等意外情况,导致加载不能顺利进行。 (4) 模型在加载过程中参赛队员有意触碰模型。 (5) 模型在加载过程中出现明显的材料、结构损坏。 (6) 评审委员会认为失效的其它情况。 备注:按同等条件自然公平原则,模型应能承担一定程度现场条件实际偏差(如台面 不平、加载偏心、自然风等随机条件)

六.

决赛评分方法
1. 评审委员会评分 A(20 分+10 分)
备注:没有计算书的参赛队伍此项0分 (1) 结构造型与理论分析(20分) a) 按计算书内容的完整性、正确性评分。 (10 分) b) 参照模型结构的构思、 造型和结构体系的合理性、 实用性和创新性。 (10 分) (2) 美观和模型制作(10分) 按照桥梁造型协调、设计创新、制作工艺、水平评分。

2. 相对承载力 B(70 分)
(1) 模型最大承载重量与模型自重比值得分S2(70分) (2) 以决赛队中比值最大的(Q/W)max为满分(70分) 其余按 S2=70×(Q/W) /{(Q/W)max} 注:分数计算只取到小数点后两位。

计算分值。

3. 参赛队伍总成绩: T=A+B

七.

奖项设置和评奖办法:
综合表现奖:本奖项用于奖励综合实力突出的优秀参赛队。 将上述部分分数计算后,根据总分高低,评选出 1、 综合表现一等奖 2、 综合表现二等奖 3、 综合表现三等奖 (证书) (证书) (证书)

土木与建筑学院团委 土木与建筑学院科创社 2015 年 4 月 8 日
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