同济大学第七届大学生结构设计与模型竞赛题目.docVIP

同济大学第七届大学生结构设计与模型竞赛题目 一、参赛宗旨 为了发扬同济大学求实创新的精神，培养大学生的实际动手能力、创新思维和锻炼其探索精神，特举办本届结构设计竞赛。希望参赛者能通过综合运用结构和美学等多方面的知识，自主进行模型结构的设计，增强工程结构设计与实践能力，带动校园学术氛围，培养团队精神，提高自身的综合素质。 二、参赛范围及报名方法 同济大学在校的全日制本科学生均可组队报名参加竞赛，参赛队伍应由3人组成，专业、年级不限。报名分组以上交的计算书为准。 三、竞赛内容 1、高层结构选型； 2、结构模型设计； 3、模型材料及连接试验； 4、结构模型制作； 5、结构模型加载试验； 6、结构倒塌情况预估。 四、竞赛题目和技术要求 4.1 竞赛题目 为纪念美国世界贸易中心的911倒塌事件，设计一超高层有机玻璃结构，结构形式任选，不发生过大变形主结构倒塌 4.2 技术要求 超高层有机玻璃模型应包括上部结构和基础两部分。详见示意图1。 ⑴ 上部结构高度为1080±10mm，层数为8层，每层等高，且相邻层竖向构件的截面面积相差不超过20%。除底层外，每层必须设置楼加设外墙。 ⑵ 底层标高(±0.000)处的平面应为正多边形，且其外接圆半径为1mm；平面应为正多边形，且其外接圆半径115mm。 ⑶ 上部结构应设置至少一个由底层标高至顶层楼面的垂直运输通道，通道内部尺寸不小于8×10mm。 ⑷ 在7层楼面处，沿正多边形的每一边均应设置一伸出结构外立面的拉环，以便与侧向加载绳索的铁钩相连。该拉环及其与楼面的连接件需与模型集成在一起，并满足加载时的承载要求。 ⑸ 基础的平面尺寸不得超过250mm×250mm，基础的最大埋深为200mm。±0.000）。 4.3 材料选用和工具 ⑴ 主体材料为有机玻璃板和有机玻璃圆管，其规格包括： 有机玻璃板，厚度为0.6mm，1.0mm，1.5mm，2.0mm，.0mm； 有机玻璃管，规格为Φ5×1，Φ10×1，Φ15×1，Φ20×1，Φ10×2，Φ20×2，Φ20×3 ⑶ 可选用的辅助材料为：号镀锌铁丝，直径mm，材料为Q235；号镀锌铁丝，直径mm，材料为Q235；22号镀锌铁丝，直径0.71mm，材料为Q235；25号镀锌铁丝，直径0.50mm，材料为Q235；28号镀锌铁丝，直径0.35mm，材料为Q235；橡胶垫；502粘结剂。 .4 加载测试要求 ⑴ 参赛队员首先在规定的时间内自行用铁砂填埋、固定模型。 ⑵ 竖向静荷载试验：参赛队员自行在模型2、4、6、8层楼面施加尺寸为380mm×35mm×20mm的钢板条各4块，总计16块，33kg，以检测模型承受竖向荷载的能力 ⑶ 侧向静荷载试验：在维持上述竖向荷载的同时进行7层楼面处的侧向静荷载试验，顶部侧向位移限值为15mm。规定最大可加载重量为150N，加载次数不得多于3次。规定第一次施加的重量应为80N，若加载成功，则参赛者可再自行选择第二、第三次的侧向加载重量（组委会提供7个重量为10N的加载物供参赛者自由组合）。 ⑷ 侧向冲击荷载试验：在维持上述竖向荷载、卸下侧向静荷载的情况下进行7层楼面处的侧向冲击荷载试验，其结构顶部的侧向位移限值为35mm。冲击荷载由加载物自由落体产生的动力通过绳索对模型的7层楼面处产生水平冲击力，加载物的自由落差为100mm。规定最大加载重量为150N，加载次数不得多于2次。每次均由参赛者自行选择，组委会提供重量分别为30N、50N、70N、80N的加载物供参赛者选择。 ⑸ 侧向冲击破坏试验：试验目的在于使模型破坏、并考察其破坏位置和模式。加载方法和加载位置同侧向冲击荷载试验，但加载物的重量最小为150N；如未破坏，参赛者可自行选择加载物重量使其破坏。 ⑹ 侧向静荷载试验、冲击荷载试验、破坏试验时，其侧向加载面的选取通过抽签决定。 加载成功的定义为：①侧向位移限值小于规定值；②垂直通道内的液体没有泄漏；③未出现结构倒塌（可出现局部构件断裂，但）。上述三条全部满足，则加载成功；若不满足上述三条中任一条，则认为加载失败。 ⑻ 模型破坏的定义为：①结构顶部侧向位移大于100mm；②垂直通道内的液体有泄漏；③结构整体突然或进程性倒塌。满足上述三条中任一条，则认为模型破坏。 ⑼ 上述⑴~⑸项内容需在十五分钟内完成（含破坏试验预测陈述时间）。 五、评分规则 根据结构造型、结构计算、材料和工艺、设计准确性、预测准确性和模型试验六个方面进行评审，总分为100分。 5.1 结构造型（10分） 宏观造型5分：按构思新颖、传力合理、外形美观协调三原则打分。分优、良、差三等，分别得5、3、1分。 微观造型5分：按构件和节点剪裁合理、制作精美、连接可靠三原则打分。同样分优、良、差三等，分别得5、3、1分。 本项分数在加载前评毕。 .2 结构计算（1