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1、第七屆武漢大學大學生結(jié)構設計競賽暨湖北省大學生結(jié)構設計競賽選拔賽第七屆武漢大學大學生結(jié)構設計競賽暨湖北省大學生結(jié)構設計競賽選拔賽賽題大跨結(jié)構的施工1 命題背景結(jié)構在施工過程中的受力狀態(tài)與結(jié)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(jié)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(jié)構內(nèi)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(jié)構設計競賽賽題以體現(xiàn)結(jié)構的施工過程為宗旨,希望通過結(jié)構模型的設計、制作與荷載試

2、驗,了解結(jié)構在施工過程的受力特點和破壞特點,探求提高結(jié)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(jié)構模型,采用紙質(zhì)材料制作,具體結(jié)構形式不限。圖1中臨時支撐兩側(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(zhì)量)自行設計,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(jié)構支架上(不進行固定連接,只保證一定的搭接寬度。結(jié)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(jīng)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(zhì)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(jié)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(jié)構為單跨結(jié)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(jié)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(nèi)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(jié)構選型、主要構件詳圖、計算簡圖、荷載分析、內(nèi)力分析、位移分析、承載能力估算等。(2)結(jié)構選型與制作質(zhì)量 (共10分) 結(jié)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(zhì)量 (共25分)根據(jù)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(zhì)量,M為本隊模型的質(zhì)量。(5)模型剛度 (共25分)根據(jù)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(jù)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

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