2014年第二届湖北省大学生结构设计竞赛赛题
大跨结构的施工
1 命题背景
结构在施工过程中的受力状态与结构在施工完成后正常使用过程中的受力状态是不完全一样的，甚至差异会比较大。有些情况下，设计人员只针对后者进行相应的设计，前者被一定程度的忽视了，从而造成事故，或者事故隐患。因此结构在施工过程中的状态及其响应必须得到工程师的重视，要求施工过程安全可控，建成后的结构内力和线型分布满足设计，同时也提倡设计时尽量考虑可能的施工过程影响。
本届结构设计竞赛赛题以体现结构的施工过程为宗旨，希望通过结构模型的设计、制作与荷载试验，了解结构在施工过程的受力特点和破坏特点，探求提高结构施工安全性能的措施。
2 模型要求
图1 模型与加载装置示意图（单位：mm）
如图1所示，竞赛模型为允许有中间临时支承的大跨结构模型，采用纸质
材料
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制作，具体结构形式不限。图1中临时支撑两侧的模型加载区域内放置铁块施加竖向荷载。
2.1 几何尺寸要求
（1）在中间临时支承存在时，模型为双跨，净跨长均为550mm，模型总长度不小于1500mm。模型与左右支座的搭接长度不小于150mm。
（2）模型的宽度不大于300mm，高度不大于400mm。
（3）模型a、b处铁块的承台或挂篮（计入模型总质量）自行设计，铁块的尺寸为200mm×50mm×30mm（质量约为2.355kg）。
2.2 安装要求
模型可以通过钢压条固定在支座顶板上，选手须自行设计连接
方案
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（仅限于提供的材料），使模型可靠地固定在左右两端支座顶板上。两端支座顶板尺寸均为400 mm × 300 mm × 7 mm（长×宽×厚），共有7 × 5个带螺纹M5螺栓孔，孔距为50 mm，尺寸详见图2a；钢压条与支座采用M5螺栓（螺栓长度为2～5cm）连接，共提供8根钢压条，尺寸详见图2b。
（a）左支座顶板（右支座与左支座对称，单位：mm）
（b）钢压条（单位：mm）
图2 左支座顶板及钢压条尺寸
3 模型加载
（1）模型先安装在结构支架上（不进行固定连接，只保证一定的搭接宽度。结构支架和中间临时支承上可以提供1、2、5和10mm厚的垫片），然后在模型a、b处分别放置1块铁块；
（2）如果需要，15s后可以将模型通过钢压条与两端支座进行固定连接（见2.2节）；
（3）15s后在模型a、b处分别再放置1块铁块；
（4）如果使用了中间临时支承，15s后将中间支座撤除，使中间支座与模型脱离。
4 制作材料及工具
（1）制作材料包括3张A0普通绘图纸，2瓶白乳胶；
（2）制作工具包括小刀、剪刀、三角板、丁字尺及毛刷；
（3）所有材料和工具由组委会统一购买、发放。如模型中采用任何非组委会提供的材料，经查实，将取消其参赛资格；
（4）组委会允许选手使用自制的工装件。
5 竞赛
流程
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及要求
（1）得到入场指令后，由工作人员测定模型的尺寸和质量，然后参赛队员将模型放置于支座上，测定跨中和1/4、3/4跨处结构顶面位置；
（2）比赛正式开始后，参赛队代表先进行2分钟陈述，之后评委提问2分钟，然后依次进行四级加载（见3节）。第四步加载完成后，静置30s，然后测定模型净跨1/4、1/2、3/4处顶面的挠度值（此时结构为单跨结构）；
（3）每级加载时，出现下列任一情形则判定为模型失效，不能继续加载。
? 加载过程中铁块脱离模型；
? 加载过程中模型与两端支座相连的部位发生破坏，导致无法继续施加荷载；
? 加载过程中，模型最大挠度超过150mm；
? 模型发生严重破坏，包括：节点拉脱；结构整体垮塌等。
6 评分
标准
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模型评分按总分100分计算，包括下列6项：
（1）计算书（共10分）
? 计算内容的完整性、准确性 共6分
? 图文表达的清晰性、
规范
编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载
性 共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、承载能力估算等。
（2）结构选型与制作质量 （共10分）
? 结构合理性与创新性 共6分
? 模型制作美观性 共4分
（3）现场表现 （共5分）
? 现场陈述 共3分
? 现场答辩 共2分
（4）模型质量 （共25分）
根据式（1）计算模型得分K1
（1）
式中，
为所有参赛队中最轻模型的质量，M为本队模型的质量。
（5）模型刚度 （共25分）
根据式（2）计算本队模型的等效位移值
（2）
式中，d1/4、d3/4、d1/2分别为第四步加载完成30s后模型净跨1/4、3/4、1/2处顶面的挠度值。
各模型根据其等效位移值计算得分K2，如式（3）
（3）
式中，Ed,min为所有参赛模型中最小的等效位移值。
（6）结构线型（共25分）
根据式（4）计算本队模型的线型参数
（4）
各模型根据其线型参数计算得分K3，如式（5）
（5）
式中，Ef,min为所有参赛模型中最小的线型参数。
浙公网安备 33021202002483