武汉大学第五届结构设计大赛比赛细则.ppt

武汉大学第五届结构设计大赛比赛细则 武汉大学第五届结构设计大赛比赛细则 武汉大学土木建筑工程学院 杜新喜 胡晓斌 2012.4 主要内容 题目及工程背景 作品要求 制作材料及制作工具 加载设备 结构设计及加载要求 比赛过程 奖项设置和评奖方法 题目及工程背景 题目 三层建筑结构模型的设计、制作与冲击荷载试验 工程背景 连续倒塌：结构发生局部破坏而形成初始损伤后，结构发生内力重分布，引起结构的其它部分破坏，进而形成连锁反应，最终导致结构局部或全部倒塌 国际上最著名的连续倒塌事件：“911” 事件 作品要求 计算书 包括荷载分析、结构选型、计算简图、内力分析、承载能力估算等 设计图 结构图若干，包括主要构件、节点详图及材料表等 结构模型 要求模型制作符合设计制作要求，并与设计图一致。如修改模型，要求同时修改计算书 制作材料及制作工具 制作材料 3张A0绘图纸 2瓶白乳胶 制作工具（自备） 小刀 剪刀 毛刷 直尺 丁字尺 加载设备 加载设备 冲击装置 固定装置 保护装置 冲击装置 由支架、拉钩、滑轮、插销、套环等 组成 支架与钢板焊接，滑轮、插销孔洞位于支架水平杆件中部 加载设备 固定装置 提供4个钢压条来固定结构模型，钢压条与钢板采用M5螺栓锚固 钢板尺寸为400mm×700mm×10mm（长×宽×厚），周边通过3个螺栓与工作台锚固。钢板中间共有18×13个带螺纹M5螺栓孔，孔距为30mm 保护装置 竖向荷载块由绳索与保护装置相连，以保护人员和设备的安全 结构设计及加载要求 结构设计要求 结构模型分为三层，总高度600±50 mm 模型第二层楼顶高度为400±3 mm，在此高度上施加水平冲击荷载。选手自行设计连接方案（仅限于提供的材料），用于连接拉钩以施加水平冲击荷载 每层平面尺寸必须大于200 mm×200 mm 模型内部不能设置斜向杆件 结构设计及加载要求 加载要求 竖向荷载块与保护绳索相连，结构破坏前绳索不受力 模型先施加竖向荷载，然后拔去插销，使水平冲击荷载块自由下落后施加冲击荷载 模型安装后，在绳索伸直的状态下，插销孔洞中心至套环的垂直距离为100 mm（即冲击高度约为100 mm） 加载过程中不允许选手身体接触模型 比赛过程 试验模型制作 结构设计评审 模型加载实验 加载前提交竖向荷载块布置方案，并由选手按照该方案放置竖向荷载块，完成后不能再作修改，竖向荷载块总质量不超过15kg 水平冲击荷载分三级施加，水平冲击荷载块质量分别为1kg、3kg、5kg 比赛过程 加载步骤 确认模型高度和二层楼面高度，电子秤称定模型自重 选手在工作人员的协助下，将模型安装在钢板上。将竖向荷载块与保护装置相连，依次置于各层楼面上 工作人员将插销插入支架中心孔洞中，将套环挂于插销上，并将拉钩与模型连接，拉钩与滑轮之间的绳索不受力 选手示意工作人员开始后离开模型，工作人员拔出插销释放荷载块 比赛过程 模型失效条件 模型尺寸不满足要求或模型无法按照命题要求正确安装就位 加载过程中与竖向荷载块相连的绳索受力或者竖向荷载块脱离模型 模型发生严重破坏：如结构整体垮塌，因柱脚破坏导致的倾覆，局部结构出现严重破坏等情况，具体由评审委员会判定 评审委员会认为失效的其他情况 奖项设置和评奖方法 综合表现奖 承载力：满分为75分 奖项设置和评奖方法 综合表现奖 结构分析：满分为10分 造型：满分为10分 制作：满分为5分 最佳结构分析奖 最佳造型制作奖 谢谢！ * * 图1 美国纽约世贸中心双塔楼 (a) “911”事件发生前 (b) “911”事件发生后 竖向荷载块 保护装置 滑轮 插销孔洞 套环 支架 钢板 插销 水平冲击 荷载块 图2 加载装置三维图 拉钩 图3 加载装置尺寸 (单位：mm) (a) 钢板 (b) 钢压条 (c) 竖向荷载块 钢板 支架 (d) 保护装置尺寸 图3 加载装置尺寸 (单位：mm) (1) (2) (3) * * *