结构设计大赛赛题

结构设计大赛赛题附件1 第十届中国石油大学（华东）结构设计大赛 -----竹质单层网壳结构设计一竞赛题目三十多年来，空间结构在中国取得了巨大的发展，从早期的平板网架至网壳，到索穹顶、膜结构、张弦梁结构、弦支穹顶等。这些结构体系中，网架及网壳最早广泛应用，也是目前量大面广的结构形式。本次结构设计大赛赛题在第10届全国大学生结构设计大赛赛题（天津大学）基础上适当修改，要求设计能够承受一定竖向荷载的竹质单层网壳结构模型。二模型要求总体模型由支承结构模型、制作的屋盖模型和作为底座连接用的承台板三部分组成。图1、图2为总体模型...

附件1 第十届中国石油大学（华东）结构设计大赛 -----竹质单层网壳结构设计一竞赛题目三十多年来，空间结构在中国取得了巨大的发展，从早期的平板网架至网壳，到索穹顶、膜结构、张弦梁结构、弦支穹顶等。这些结构体系中，网架及网壳最早广泛应用，也是目前量大面广的结构形式。本次结构设计大赛赛题在第10届全国大学生结构设计大赛赛题（天津大学）基础上适当修改，要求设计能够承受一定竖向荷载的竹质单层网壳结构模型。二模型要求总体模型由支承结构模型、制作的屋盖模型和作为底座连接用的承台板三部分组成。图1、图2为总体模型三维透视图和总体模型布置图。（1）给定的承台板承台板为实木板，总厚度20～30mm，尺寸1800×2400mm，柱底轴网尺寸1200×1800mm，轴线交点处必须设四个角柱，1轴及2轴上两柱间不得设柱。A轴及B轴上两柱间可由各队另行设柱，数量不限，但其偏轴尺寸不得超过限定边界。承台板标高为±0.00m，尺寸详见图1。（2）上部结构上部结构包括多立柱支承结构、屋盖结构、屋面维护结构，柱顶标高不超过1150mm，轴网尺寸范围内屋盖净空不低于850mm。屋面维护结构覆盖面积（水平投影面积）不小于1300×1900mm。结构的所有构件、节点及连接部分通过给定竹材与502胶水手工制作完成。结构模型底部采用502胶水固定于木质承台板上。三材料及工具 1．竹材，竹材规格及数量如表1所示。竹材参考力学性能指标如表2所示。 2．用于模型制作的502胶水和制作工具（美工刀、卷尺等）需各队自备。表1 竹材规格及用量竹材规格竹材名称数量（张） 1250×430×0.50mm 本色测压双层复压竹皮 2 1250×430×0.35mm 本色测压双层复压竹皮 2 1250×430×0.20mm 本色测压双层复压竹皮 2 表2 竹材参考力学指标密度顺纹抗拉强度抗压强度弹性模量 0.798g/cm3 150MPa 65MPa 10GPa 图1 图2 四模型加载及评判模型加载采用静加载的形式完成，加载装置及荷重悬挂于屋盖下方，并通过四个连接点与屋面结构相连接。在制作过程中，屋盖结构中应留出四个位置以固定竖向加载装置，建议设置在纵向和横向两个方向的三分点处。荷重为标准加载块，比赛时由参赛队指定一名参赛队员施加荷重。模型须进行两次加载实验，第一级加载为2kg荷载（包括小车荷重和配重）、第二级加载为4kg荷载（包括小车荷重和配重）。每队加载成绩由各级加载成功时，计算所得荷重比分数和竖向位移分数组成。施加竖向荷载时量测屋面中心位置处的竖向位移。加载时，根据以下情况进行评判： 1．模型安装后，模型出现投影线内偏或外偏超过20mm，不予加载，参赛模型加载项成绩为零； 2．加载时，立柱及屋面结构发生整体倾覆、垮塌等，导致荷重块掉落，此次加载级及以后加载级成绩为零（即第二级加载出现此情况，加载项成绩算第一级加载成功的成绩）； 3．每级加载时，当模型结构完整，但出现以下操作失误时，即认为本级加载失败（若此情况发生在第一级加载，则第一级加载失败，模型进入第二级加载）： 1）指定测点处的竖向变性过大，超过允许位移，屋面板起皱； 2）由于局部加载处破坏，导致整个加载机构脱落；五评分项及评分标准 5.1 模型评分项及分值模型评分项共六项，总分100分，其中包括：（1）计算书以及设计说明——10分（2）结构选型与制作质量——10分（3）现场表现——5分（4）模型质量——25分（5）模型承载力——25分（6）模型刚度——25分 5.2 评分标准（1）计算书以及设计说明——10分计算内容的完整性、准确性 6分图文表达的清晰性、规范性 4分注：计算书要求包含：结构选型、主要构件详图、计算简图、荷载分析、内力分析、位移分析、承载力估算等。（2）结构选型和制作质量——10分结构合理性和创新性 6分模型制作质量与美观性 4分（3）现场表现——5分赛前陈述 3分现场答辩 2分（4）模型质量——25分根据式（a）计算模型得分K1 K1=25×Mmin /M （a）式中，Mmin为所有参赛队中最轻模型的质量，M为本队模型的质量。（5）模型承载力——25分根据式（b）计算模型得分K2 K2=25×N/Nmax （b）式中，Nmax为所有参赛队模型中最大的加载荷重，N为本队模型的加载荷重。（6）模型刚度——25分根据式（c）计算模型得分K3 K3=25×fmin / f （c）式中，fmin为所有参赛队模型中最小的竖向变形，f为本队模型的竖向变形。储运与建筑工程学院土木工程系 2016.5

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