第七屆武漢大學大學生結構設計競賽暨湖北省大學生結構設計

1、第七屆武漢大學大學生結構設計競賽暨湖北省大學生結構設計競賽選拔賽第七屆武漢大學大學生結構設計競賽暨湖北省大學生結構設計競賽選拔賽賽題大跨結構的施工1 命題背景結構在施工過程中的受力狀態(tài)與結構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，甚至差異會比較大。有些情況下，設計人員只針對后者進行相應的設計，前者被一定程度的忽視了，從而造成事故，或者事故隱患。因此結構在施工過程中的狀態(tài)及其響應必須得到工程師的重視，要求施工過程安全可控，建成后的結構內力和線型分布滿足設計，同時也提倡設計時盡量考慮可能的施工過程影響。本屆結構設計競賽賽題以體現(xiàn)結構的施工過程為宗旨，希望通過結構模型的設計、制作與荷載試

2、驗，了解結構在施工過程的受力特點和破壞特點，探求提高結構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，競賽模型為允許有中間臨時支承的大跨結構模型，采用紙質材料制作，具體結構形式不限。圖1中臨時支撐兩側的模型加載區(qū)域內放置鐵塊施加豎向荷載。2.1 幾何尺寸要求（1）在中間臨時支承存在時，模型為雙跨，凈跨長均為550mm，模型總長度不小于1500mm。模型與左右支座的搭接長度不小于150mm。（2）模型的寬度不大于300mm，高度不大于400mm。（3）模型a、b處鐵塊的承臺或掛籃（計入模型總質量）自行設計，鐵塊的尺寸為200mm50mm30mm（質量約為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，選手須自行設計連接方案（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（長寬厚），共有7 5個帶螺紋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）模型先安裝在結構支架上（不進行固定連接，只保證一定的搭接寬度。結構支架和中間臨時支承上可以提供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統(tǒng)一購買、發(fā)放。如模型中采用任何非組委會提供的材料，經查實，將取消其參賽資格；（4）組委會允許選手使用自制的工裝件。5 競賽流程及要求（1）得到入場指令后，由工作人員測定模型的尺寸和質量，然后參賽

5、隊員將模型放置于支座上，測定跨中和1/4、3/4跨處結構頂面位置；（2）比賽正式開始后，參賽隊代表先進行2分鐘陳述，之后評委提問2分鐘，然后依次進行四級加載（見3節(jié)）。第四步加載完成后，靜置30s，然后測定模型凈跨1/4、1/2、3/4處頂面的撓度值（此時結構為單跨結構）；（3）每級加載時，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)生嚴重破壞，包括：節(jié)點拉脫；結構整體垮塌等。6 評分標準模型評分按總分100分計算，包括下列6項：（1）計算書（共1

6、0分） 計算內容的完整性、準確性 共6分 圖文表達的清晰性、規(guī)范性 共4分注：計算書要求包含：結構選型、主要構件詳圖、計算簡圖、荷載分析、內力分析、位移分析、承載能力估算等。（2）結構選型與制作質量 （共10分） 結構合理性與創(chuàng)新性 共6分 模型制作美觀性 共4分（3）現(xiàn)場表現(xiàn) （共5分） 現(xiàn)場陳述 共3分 現(xiàn)場答辯 共2分（4）模型質量 （共25分）根據式（1）計算模型得分K1 （1）式中，為所有參賽隊中最輕模型的質量，M為本隊模型的質量。（5）模型剛度 （共25分）根據式（2）計算本隊模型的等效位移值 （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。各模型根據其等效位移值計算得分K2，如式（3） （3）式中，Ed,min為所有參賽模型中最小的等效位移