全国大学生结构设计竞赛-建筑工程与力学学院.DOC

第八届结构设计竞赛决赛试题及评分标准 1、赛题名称 体育馆屋盖结构静力荷重比 2、竞赛模型 竞赛模型为体育馆屋盖结构，采用木头为主要制作材料，具体结构形式不限，但应满足规定的尺寸范围。参赛选手设计制作模型包括屋盖结构、屋盖与支座连接节点、荷载施加节点三部分，竞赛组织方提供屋盖下部的支撑柱。图1给出一示意性结构形式（正放四角锥平板网格屋盖结构）。 图1示意性屋盖结构 3、模型要求 屋盖可以设计为多种形式，如矩形、圆形、多边形以及不规则图形等，力求新颖与创新性。设计要求： 屋盖所覆盖的空间投影面积不小于为1m2，最大跨度不能小于0.8m；（如图2所示） 屋盖结构的高度应在0.3m以内，悬索的高度不受限制； 允许屋盖向周边外挑（即支撑柱外部分），净外挑长度不应大于0.2m； 屋盖支承在周边钢柱上，支承柱共设8根（参赛者可使用少于8根支承柱作为屋盖支承，但不得多于8根），其具体位置可以按照设计的屋盖结构形式进行调整。支撑柱采用无缝钢管制作，钢管尺寸32mm×3mm，（如图3所示）。 支座节点，即屋盖结构如何固定在支承钢管柱上，请参赛选手自行设计，要求连接节点插入钢管内的长度不得大于100mm。（提示：支座节点可设计为装配式可拆卸的形式，可现场方便拆卸，有效减轻屋盖自重，不可拆卸的支座须计入屋盖自重） 屋盖静载施加点在屋盖中心0.2m×0.2m（或直径D=0.2m）范围内，共4个加载点，要求均匀排列在该区域内，加载点统一设计在在屋盖结构的下表面，具体加载点的位置、加载节点的设计由参赛人员考虑。 （7）参赛选手应在5min内将屋盖结构安装在提供的支承钢柱上。 图2跨度要求示意图（多边形、圆形、矩形柱网布置） 注：图2仅给出圆形和矩形柱网布置情况，亦可设置不规则布置形式，但必须满足最大跨度不小于0.8m要求。 图3钢管柱示意图 4、加荷方式 竞赛组织方提供不锈钢砝码若干，砝码重量分别为1kg/个、2kg/个、5kg/个，由参赛者自己施加荷载，砝码必须挂在预先选定的结构加载点上。每组模型最多施加3个等级的荷载，每级荷载重量、施加点由参赛选手自行确定，每级荷载持荷时间为15s。 5、模型制作材料 模型制作材料为由组委会统一提供，不得使用组委会指定以外的其它任何材料，否则，一经查实，将直接取消其参赛资格。可选择材料清单如下： 材料类别 材料规格 备注 木杆 截面直径4mm,6mm,8mm,10mm圆木 木球节点 直径2cm、4cm、6.6 cm木球 悬索拉线 2.0号鱼线，直径0.234mm 结构胶 结构胶的品牌和类型由组委会确定后统一提供 6、模型安装、加载及测试步骤 6.1赛前准备 A. 模型称重，丈量尺寸：将制作好的模型（包括与支撑柱的连接节点、加载节点，精度1g），作为考核模型重量的依据。丈量尺寸包括：支座节点内侧范围内的净跨、支座节点外侧的悬挑尺寸、支座节点的长度（精度1mm）。 B. 得到入场指令后，迅速将模型固定在提供的支撑柱上，调整好标定测量仪器，准备进行加载。 C. 以上过程由各队自行完成，赛会人员负责监督、标定测量仪器和记录。如在此过程中出现模型损坏，则视为丧失比赛资格。 6.2 加载及测试步骤 A. 参赛队代表进行2分钟陈述，之后评委提问2分钟。 B．参赛队选派一名选手进行加载（比赛过程中不能变更），每组模型最多施加3个等级的荷载，每级荷载重量、施加点由参赛选手自行确定。施加第1级荷载时，加载手将砝码挂在预先选定的结构加载点上，持荷时间为15s，结构变形稳定后，记录位移计上的示数。参赛队应在30s内确定下一级施加荷载的方案，加载手施加下一级荷载，施加时将砝码顺次叠挂上一级施加荷载的砝码之下，每级荷载持荷时间为15s，结构变形稳定后，记录位移计上的示数，直至结构构件、节点破坏或完成3级加载。 C. 采用百分表测量结构的挠度变形，共两个位移测量点，测量屋盖跨中部位的最大竖向位移，同时记录。取两个测点在持荷15s内最大位移的平均值，作为该级荷载下的结构变形值。（精度0.1mm） D. 如在以上过程中出现模型损坏，则视为比赛失败，参赛组的最大承载力取上一级荷载值。若施加完第3级荷载比赛模型仍未损坏，则参赛组的最大承载力取第3级荷载值。 7、评分标准 （一）结构评分按总分100分计算，其中包括： A. 结构选型与制作质量 10% （共10分） B. 现场表现 10% （共10分） C. 结构重量 30% （共30分） D. 结构荷重比 40%