第七屆武漢大學(xué)大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽暨湖北省大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、第七屆武漢大學(xué)大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽暨湖北省大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽選拔賽第七屆武漢大學(xué)大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽暨湖北省大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽選拔賽賽題大跨結(jié)構(gòu)的施工1 命題背景結(jié)構(gòu)在施工過程中的受力狀態(tài)與結(jié)構(gòu)在施工完成后正常使用過程中的受力狀態(tài)是不完全一樣的，甚至差異會(huì)比較大。有些情況下，設(shè)計(jì)人員只針對(duì)后者進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，前者被一定程度的忽視了，從而造成事故，或者事故隱患。因此結(jié)構(gòu)在施工過程中的狀態(tài)及其響應(yīng)必須得到工程師的重視，要求施工過程安全可控，建成后的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和線型分布滿足設(shè)計(jì)，同時(shí)也提倡設(shè)計(jì)時(shí)盡量考慮可能的施工過程影響。本屆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽賽題以體現(xiàn)結(jié)構(gòu)的施工過程為宗旨，希望通過結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)、制作與荷載試

2、驗(yàn)，了解結(jié)構(gòu)在施工過程的受力特點(diǎn)和破壞特點(diǎn)，探求提高結(jié)構(gòu)施工安全性能的措施。2 模型要求圖1 模型與加載裝置示意圖（單位：mm）如圖1所示，競(jìng)賽模型為允許有中間臨時(shí)支承的大跨結(jié)構(gòu)模型，采用紙質(zhì)材料制作，具體結(jié)構(gòu)形式不限。圖1中臨時(shí)支撐兩側(cè)的模型加載區(qū)域內(nèi)放置鐵塊施加豎向荷載。2.1 幾何尺寸要求（1）在中間臨時(shí)支承存在時(shí)，模型為雙跨，凈跨長(zhǎng)均為550mm，模型總長(zhǎng)度不小于1500mm。模型與左右支座的搭接長(zhǎng)度不小于150mm。（2）模型的寬度不大于300mm，高度不大于400mm。（3）模型a、b處鐵塊的承臺(tái)或掛籃（計(jì)入模型總質(zhì)量）自行設(shè)計(jì)，鐵塊的尺寸為200mm50mm30mm（質(zhì)量約為2.

3、355kg）。2.2 安裝要求模型可以通過鋼壓條固定在支座頂板上，選手須自行設(shè)計(jì)連接方案（僅限于提供的材料），使模型可靠地固定在左右兩端支座頂板上。兩端支座頂板尺寸均為400 mm 300 mm 7 mm（長(zhǎng)寬厚），共有7 5個(gè)帶螺紋M5螺栓孔，孔距為50 mm，尺寸詳見圖2a；鋼壓條與支座采用M5螺栓（螺栓長(zhǎng)度為25cm）連接，共提供8根鋼壓條，尺寸詳見圖2b。（a）左支座頂板（右支座與左支座對(duì)稱，單位：mm）（b）鋼壓條（單位：mm）圖2 左支座頂板及鋼壓條尺寸3 模型加載（1）模型先安裝在結(jié)構(gòu)支架上（不進(jìn)行固定連接，只保證一定的搭接寬度。結(jié)構(gòu)支架和中間臨時(shí)支承上可以提供1、2、5和10m

4、m厚的墊片），然后在模型a、b處分別放置1塊鐵塊；（2）如果需要，15s后可以將模型通過鋼壓條與兩端支座進(jìn)行固定連接（見2.2節(jié)）；（3）15s后在模型a、b處分別再放置1塊鐵塊；（4）如果使用了中間臨時(shí)支承，15s后將中間支座撤除，使中間支座與模型脫離。4 制作材料及工具（1）制作材料包括3張A0普通繪圖紙，2瓶白乳膠；（2）制作工具包括小刀、剪刀、三角板、丁字尺及毛刷；（3）所有材料和工具由組委會(huì)統(tǒng)一購買、發(fā)放。如模型中采用任何非組委會(huì)提供的材料，經(jīng)查實(shí)，將取消其參賽資格；（4）組委會(huì)允許選手使用自制的工裝件。5 競(jìng)賽流程及要求（1）得到入場(chǎng)指令后，由工作人員測(cè)定模型的尺寸和質(zhì)量，然后參賽

5、隊(duì)員將模型放置于支座上，測(cè)定跨中和1/4、3/4跨處結(jié)構(gòu)頂面位置；（2）比賽正式開始后，參賽隊(duì)代表先進(jìn)行2分鐘陳述，之后評(píng)委提問2分鐘，然后依次進(jìn)行四級(jí)加載（見3節(jié)）。第四步加載完成后，靜置30s，然后測(cè)定模型凈跨1/4、1/2、3/4處頂面的撓度值（此時(shí)結(jié)構(gòu)為單跨結(jié)構(gòu)）；（3）每級(jí)加載時(shí)，出現(xiàn)下列任一情形則判定為模型失效，不能繼續(xù)加載。 加載過程中鐵塊脫離模型； 加載過程中模型與兩端支座相連的部位發(fā)生破壞，導(dǎo)致無法繼續(xù)施加荷載； 加載過程中，模型最大撓度超過150mm； 模型發(fā)生嚴(yán)重破壞，包括：節(jié)點(diǎn)拉脫；結(jié)構(gòu)整體垮塌等。6 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)模型評(píng)分按總分100分計(jì)算，包括下列6項(xiàng)：（1）計(jì)算書（共1

6、0分） 計(jì)算內(nèi)容的完整性、準(zhǔn)確性 共6分 圖文表達(dá)的清晰性、規(guī)范性 共4分注：計(jì)算書要求包含：結(jié)構(gòu)選型、主要構(gòu)件詳圖、計(jì)算簡(jiǎn)圖、荷載分析、內(nèi)力分析、位移分析、承載能力估算等。（2）結(jié)構(gòu)選型與制作質(zhì)量 （共10分） 結(jié)構(gòu)合理性與創(chuàng)新性 共6分 模型制作美觀性 共4分（3）現(xiàn)場(chǎng)表現(xiàn) （共5分） 現(xiàn)場(chǎng)陳述 共3分 現(xiàn)場(chǎng)答辯 共2分（4）模型質(zhì)量 （共25分）根據(jù)式（1）計(jì)算模型得分K1 （1）式中，為所有參賽隊(duì)中最輕模型的質(zhì)量，M為本隊(duì)模型的質(zhì)量。（5）模型剛度 （共25分）根據(jù)式（2）計(jì)算本隊(duì)模型的等效位移值 （2）式中，d1/4、d3/4、d1/2分別為第四步加載完成30s后模型凈跨1/4、3/4、1/2處頂面的撓度值。各模型根據(jù)其等效位移值計(jì)算得分K2，如式（3） （3）式中，Ed,min為所有參賽模型中最小的等效位移