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2010年哈尔滨工业大学 大学生结构设计竞赛 赛题 哈尔滨工业大学大学生结构设计竞赛委员会 2010.5.24 竞赛结构模型 本次竞赛模型为体育场看台上部悬挑屋盖结构，具体结构形式不限，采用木质材料制作。图1给出一示意性结构形式。 图1示意性悬挑屋盖结构 模型简介 模型包括下部看台、过渡钢板和上部悬挑结构三部分。其中前两部分由承办方提供，上部悬挑结构由参赛选手设计制作完成，并与前两部分连接形成整体。 2.1 下部看台及过渡钢板 看台结构平面尺寸600mm×600mm，高320mm。看台剖面呈梯形，顶部宽200mm（如图2所示）。看台顶部设有过渡钢板，用于固定悬挑结构。钢板厚10mm，平面尺寸200mm×600mm。板上设有均匀布置的圆形螺栓孔，孔径5mm，孔的布置方式见图2。悬挑结构与过渡钢板的连接必须采用螺栓固定方式。比赛中提供图2所示的看台结构和过渡钢板，其余模型材料（包括螺栓）由各代表队自行设计，统一记入模型重量中。其中，螺栓统一按每个6g计算。 图2 看台平面图及剖面图 2.2悬挑结构 悬挑结构形式不限，但需在平面上完全覆盖下部看台区域。在看台两侧端部，由于螺栓孔的限制，主体结构可能略小于看台边缘，此时可利用屋面材料悬挑，但屋面悬挑长度不得大于30mm。屋面材料采用卡纸，由承办方提供，各队自行裁剪粘贴。 为保证竞赛的公平性、合理性，在看台剖面上设置了A-D共四个特征点，如图4所示（后面括号中为相对于O点的坐标，mm）。要求悬挑结构的屋面必须覆盖A-C三个点，在D点以下以右的区域不得设任何构件。 图3 悬挑结构示意 图4 尺寸限值 加荷方式 竞赛采用在悬挑屋盖前端加竖向静载的方式来考量各队模型的刚度和承载力。 3.1 静荷载施加位置 要求各队在悬挑屋盖的前端必须固定一长600mm，截面为6mm×12mm的平直木条，在木条上如图5所示的位置设置挂钩（上下各3个），以便于分别施加向上和向下的静载荷。竞赛中将在挂钩处分别施加向下和向上的两组静载荷，第一组静载荷为每挂钩处9N，第二组静载荷为每挂钩处24N（暂定），即总共为4种工况。注：挂钩由承办单位在模型加工前提供给代表队，挂钩必须按照图5中规定位置在加工模型过程中拧紧，保证现场比赛过程中加载正常进行。 屋盖前缘加载点要求（前视图） 图5 屋盖前缘加载点要求（侧视图） 3.2 位移计测量 在加载木条的上部设有两个位移计，分别位于两相邻加载点的中间位置，如图5所示。比赛中以每工况下两个位移计中变形最大者为本次加载测得的位移值，记入成绩核算。 4. 模型制作材料及工具 承办方为各队提供如下材料及工具用于模型制作。 木材：尺寸：长度1250mm，截面有2mm×2mm、2mm×4mm、mm×6mm，6mm×12mm；1mm×50mm；性能参考值：顺纹弹性模量1.0×10E4MPa，顺纹抗拉强度30MPa。 卡纸、(5螺栓、挂钩 胶水：502胶水 制作工具：美工刀、钢尺、砂纸、锉刀、改锥等。 5. 模型安装加载及测试步骤 5.1赛前准备 A. 模型称重：将制作好的模型在未连接过渡钢板前称重，螺栓按每个6g计，此重量将作为考核模型重量的依据。 B. 将模型安装在过渡钢板上，等待进场。 C. 得到入场指令后，迅速模型及过渡钢板抬进场内，固定在看台结构上，标定位移计，准备进行静力荷载的测量。 D. 以上过程由各队自行完成，赛会人员负责监督和记录。如在此过程中出现模型损坏，则视为丧失比赛资格。 5.2 加载及测试步骤 A. 首先各代表队指定一名参赛者进行陈述，时间为3分钟；之后评委提问1分钟。 B．将9N的重物悬挂在加载挂钩上，等待15秒后结构变形稳定，读取位移计上的示数并进行记录。 C. 将9N的重物取下，重新调整位移计示数使指针指零，然后换成24N重物悬挂在加载挂钩上，等待15秒后结构变形稳定，读取位移计上的示数并进行记录。 D. 如在以上过程中出现模型损坏（即模型任何构件与整体结构发生明显脱离），则视为比赛失败。 6. 评分标准 （一）结构评分按总分100分计算，其中包括： A.设计图及计算书 10% （共10分） B.结构选型与制作质量 10% （共10分） C.现场表现 10% （共10分） D.结构重量 35% （共35分） E.结构刚度 35%