同济大学 结构赛赛2013年.doc

第十四届同济大学结构设计大赛 竞赛宗旨及目的 通过比赛，加强大学生对建筑结构的认识，提高大学生对土木工程专业基础理论和专业知识的运用能力。 竞赛内容 结构模型设计和计算分析； 结构模型制作； 结构模型加载试验。 竞赛题目 地基基础是建筑结构的重要组成部分，地基的不均匀沉降将导致上部结构开裂、破坏；地基的破坏将导致结构的整体破坏、倒塌。 本赛题是制作一栋带基础的三层建筑结构模型，结构形式任选。在模型上施加竖向荷载和水平荷载，模拟建筑结构实际承受的永久荷载、使用活荷载、风载和地震作用。 材料及制作工具 （1）主体材料：230克白卡纸、白胶； 【注】主体材料由组委会统一提供，不允许使用任何其他材料。 （2）制作工具：美工刀、铅笔、直尺、图板、电吹风、水等。 【注】允许参赛者自带工具和模具，但须事先上报组委会。 3.2 尺度要求 模型结构的支承点（露出黄砂面部分）应分布在外径为450mm的范围内，参见附图，每层结构应有楼面板，每层内部应能够放置150×150mm，高120mm的柱体（该柱体不能露出每层建筑外边缘），地面以上结构的总高度为500±5mm，地面以下部分高度小于120mm，结构顶部中央应有不小于200×200mm的加载面，并且有屋面板。 3.3 加载台座 加载台座为一外径为710mm，内径为650mm，深度为160mm的圆形容器，容器内盛有155mm厚的黄砂（干砂）。模型在加载台座平面内居中，模型基础将被埋置在黄砂内（模型安装由参赛队员完成），整个模型露出砂面高度为500±5mm。 加载台侧面有水平力加载装置，由砝码通过拉索和滑轮在模型顶部对模型施加水平荷载。 3.4 加载试验 加载分竖向静力加载、水平向静力加载和水平向冲击加载三部分。先进行竖向静力加载，然后进行水平向静力加载，最后进行水平向冲击加载。 加载开始前，参赛队代表作2分钟模型陈述， （1）竖向静力加载 将模型居中放置在加载平台上，在柱脚距砂面10mm处用水笔标记沉降控制线，通过加载圆盘加载，最大竖向荷载为150N，分三级加载，每级荷载增量为50N。 加载完成后由裁判检查模型，任何构件的撕裂、断裂、脱胶，结构垮塌、沉降超过10mm都将被判定结构破坏。 （2）水平向静力加载 在竖向静力加载中模型未垮塌，则该模型可进行水平向静力加载。 保持竖向150N静力荷载不变，通过拉索和滑轮施加水平拉力30N，记录结构顶点水平向位移（包括模型倾斜引起的位移）。 加载完成后由裁判检查模型，在水平向加载时出项的任何构件的撕裂、断裂、脱胶（撕裂、断裂、脱胶是指与竖向静力加载时相比增加的部分），结构垮塌、顶点位移超过5mm都将被判定结构破坏。 （3）水平向冲击加载 在水平向静力加载中模型未垮塌，则该模型可进行水平向冲击加载。 保留竖向静力加载150N和水平向静力荷载30N，将20N砝码提至30N砝码面上方约300mm处（拉索上有记号），突然释放20N砝码，以自由落体方式冲击30N砝码，实现对模型的水平向冲击加载试验。 只有结构整体垮塌才被判定水平向冲击加载失败。 加载结束后，评委代表作2分钟模型点评。 评分规则 本次比赛总分100分，参赛模型得分高者取胜。模型制作完毕后，由工作人员对模型进行型式审查，内容如下： (a) 模型材料是否完全由组委会提供，如发现任何参赛队自带材料，该队将被取消参赛资格； (b) 模型尺寸是否符合要求，如不符合要求，该模型将被取消参赛资格。 型式审查通过的模型，工作人员将按模型重量从低到高以次编号，但不做其他任何记号。 模型重量是指包括基础的整个模型的重量。 设计制作分（30分） （1）结构体系（5分） 根据模型结构体系的创新性、合理性，以及实际模型与设计模型是否一致来评分。 （2）计算书（15分） 根据参赛队提交的计算书的格式是否规范、内容是否完整、模型图绘制是否正确、计算是否正确、计算结果是否合理进行评分。 （3）模型制作（10分） 根据模型外观和构件、节点剪裁制作工艺评分。 本项分数由评委在模型加载试验前评毕。 模型表现分（70分） （1）竖向静力加载表现（20分） 计算方法为： （2）水平向加载表现（30分） 计算方法为： （3）水平向冲击加载（20分） 计算方法为： 最轻模型重指通过组委会要求的竖向静力加载、水平向静力加载和水平向冲击加载的最轻模型的重量。 最小位移指通过水平向冲击加载试验的模型在30N静力荷载和20N冲击荷载作用下的总水平向位移最小值。 在竖向静力加载时被判定破坏的模型，只要不发生垮塌，仍然可进行水平向静力加载试验；在竖向静力加载和水平向静力加载时被判定破坏的模型，只要不发生垮塌，仍然可进行水平向冲击加载试验，并按水平向冲击加载试验计分规则计分。 按照总分的高低评出名次，当场宣布。 附图