第十届全国大学生结构设计竞赛赛题
(整理)全国大学生结构设计竞赛计算书.
目录1设计说明 (1)2总装配图 (1)3叶片设计及构件图 (2)4塔架设计、构件图及主要连接图 (3)4.1发电塔架设计 (3)4.2 结构几何与材料属性的确定 (5)4.3 塔身构件图 (5)4.4 主要连接图 (6)5水平风荷载计算 (8)6 结构变形计算 (9)6.1 有限元模型的建立 (9)6.2 分析假定 (10)6.3位移计算结果 (10)7结构承载力计算结果 (11)7.1强度验算 (11)7.2稳定性分析（对压弯柱） (12)8模型详图与材料预算 (12)参考文献 (13)1设计说明此次结构设计竞赛模型为定向木结构风力发电塔。
竞赛限定塔身高为800mm，叶轮直径为800mm。
竞赛目的是为了在满足竞赛要求的情况下，通过合理设计叶片形状和数目，使得风力发电机的发电效率最大，同时尽量保证发电塔的塔身结构材料消耗较轻，结构强度和刚度能够满足竞赛要求。
这需要综合运用空气动力学、结构力学和材料力学等相关的力学知识。
从结构刚度要求和节约材料角度出发，发电塔结构选择正三角形截面的格构式结构。
其具有较好的刚度，同时在视觉上，我们也希望以尽量少的杆件形成刚度较好的塔架结构，并通过合理的设计尽量减小杆件的截面尺寸，这样从各个角度观赏结构都具有较好的视觉效果。
我们设计的结构模型效果如图1所示。
图1 结构模型图（斜视图）2总装配图总装配图如图2所示，采用三片叶片，三片叶片之间角度为120度。
叶片与风电塔之间采用风叶连接件进行连接，风叶连接件的外轮廓尺寸为92mm。
图2 总装配图3叶片设计及构件图图3风力发电机测试系统风力发电机的功率和位移测试系统如图3所示。
在风力发电机的发电功率测试系统中，发电机功率采用功率计测量，负载为15欧姆。
风力发电机的效率和叶片对发电机产生的扭矩密切相关，其与电流强度、叶片的动力扭矩成正比。
图4叶片外轮廓图图5 叶片分段截面尺寸风力发电机叶片设计是风力发电机捕捉风能的核心部件，叶片设计的好坏直接决定了风力发电机的发电效率，是整个风力发电机系统最为关键的部分。
20139243第十届海岸杯结构模型设计大赛赛题
第十届海岸杯结构模型设计大赛赛题(第一轮通知)一、竞赛模型本次比赛分为预赛和决赛两个阶段进行。
竞赛模型采用竹质材料制作，具体结构形式不限，其尺寸限定如后。
竞赛装置包括可滑动小车（以下简称小车）、结构模型、屋顶钢箱和集中质量块四个部分。
小车（质量约15kg）、屋顶钢箱和集中质量块由组委会提供。
屋顶钢箱由箱体和加速度传感器组成，质量约为3.0kg。
集中质量块为长方体铁块，每块质量约1.5kg。
屋顶钢箱通过热熔胶固定于结构模型的顶部屋面，集中质量块通过热熔胶固定于结构模型各楼面。
结构模型由参赛选手制作，并通过螺栓和木质底板固定于小车上。
结构模型以受力合理、造型优美、自重轻、屋顶振动小为优。
图1、2给出了一示意性结构图。
荷载由沿滑道自由滑落的撞击球与小车发生撞击来施加。
小车左侧与固壁面通过弹簧（弹簧的相关参数待定）连接，实现往复运动。
图1 具有三个楼层的结构模型立面示意图（以安装2个集中质量块为例）- 2 -图2 模型底板示意图(单位：mm)二、模型要求2.1 理论方案要求(1) 理论方案指模型的设计说明书和计算书。
设计说明书一般包括对方案的构思、造型和结构体系及其他有特色方面的说明；计算书一般包括结构体系、计算简图、内力分析及承载能力估算等内容。
计算书需按照组委会提供的统一格式撰写，封面要求注明作品名称、参赛学校、参赛学生所在院系、班级、姓名、学号；正文按设计说明书和计算书的顺序编排。
(2) 理论方案要求用A4纸打印纸质版一式三份于规定时间内交到竞赛组委会，逾期作自动放弃处理。
2.2 模型质量要求模型质量m M 不得超过300克。
2.3 几何尺寸要求：(1) 结构模型应与理论方案中的说明书和计算书保持一致。
(2) 平面尺寸要求：结构模型的水平投影限制在200mmx200mm 的正方形区域内，不得超出此范围。
结构形式和布置不限。
模型底面外轮廓与底板边缘应有足够的距离以保证螺栓能顺利紧固。
(3) 竖向尺寸要求：结构模型的总高度为600mm ～1200mm 。
第十届北京工业大学结构设计大赛专业组--A组赛题
第十届北京工业大学结构设计大赛专业组A组赛题一、竞赛概况竞赛内容包括三个部分：模型设计，模型制作，模型测试。
（一）模型设计每个参赛小组在比赛当天登记并提交一份计算书。
计算书需要详细说明此结构设计，并据此制作模型。
1.模型制作每个参赛小组在比赛当天提交参赛模型。
模型在赛前须制作完成，只可使用竞赛组委会提供的材料。
2.模型测试模型的结构测评将在比赛当天进行。
每个模型需要经受两种加载：静态竖向加载试验和竖向冲击加载试验。
每个小组需把模型放在实验台上在评委面前进行加载试验。
二、材料和工具大赛将提供以下材料，用于制作模型。
轻木板（规格、材性参数稍后通知）粘着剂有形鲨鱼502胶水制作模型的以下工具请自备：砂纸切割刀直尺三角尺量角器铅笔橡皮擦三、结构模型本次比赛旨在设计并制作一个缩小版的简支桥梁，如图3.1所示（示意图，可采用其它结构形式）。
该模型要求以尽可能轻的重量来经受两项加载试验，并不发生破坏，同时应力求美观。
该桥梁轮廓尺寸：宽度不大于105mm，长度不大于1050mm，高度不大于500mm。
要求桥面宽度为100(误差±5)mm，长度为1000(误差+50)mm，桥面平直，可以不设桥面板（允许有高于桥面的结构，但不得影响加载，其模型尺寸必须符合轮廓尺寸要求）。
桥梁搁置在净间距为1000mm 的简支支座上，支座由组委会提供，不属于桥梁结构。
支座只提供竖向支持力，不得利用支座水平力。
所有结构的组成部分必须由组委会提供的轻木板建成。
该模型必须遵循所提供的尺寸，否则取消比赛资格。
图3.1 桥梁示意图四、测试程序所有模型将经过两道加载试验，其顺序为：静态竖向加载试验和竖向冲击加载试验。
每个小组需在委员会的指导和协助下进行荷载试验。
在加载试验期间，每个小组有责任小心保护好模型，使模型在测试之前不至于损坏。
只有那些成功通过静力加载试验，并没有发生破坏的模型，才能继续进行竖向冲击加载试验。
试验的加载点和加载方向如图4.1所示。
第十届北京高校建筑结构设计联赛(大跨)
第十届北京高校建筑结构设计联赛（大跨组赛题）一、题目黄冈市黄梅戏大剧院设计二、设计作品要求1.建筑设计内容（1）设计基本原则a. 设计应全面贯彻国家的有关政策和法令、严格执行各项有关设计规范和规则。
b. 注重沿湖景观，展示建筑艺术性，追求建筑与环境的整体和谐与可持续发展的理念。
c.大剧院功能定位为以戏曲演出为主，设计中还要考虑歌舞类及其他类型演出功能的综合利用。
d. 新技术、新材料、新产品的采用要与建筑功能及工程造价相结合。
在力求人性化设计、突出绿色建筑设计体系等新理念的同时，控制工程造价，做到经济合理。
附图1 黄岗黄梅戏大剧院地段图（2）拟定设计的背景资料为了满足人民群众日益增长的精神文化生活需求，推动黄岗市文化发展，市委、市政府决定兴建黄冈市黄梅戏大剧院。
黄岗黄梅戏大剧院拟建设在“湖景苑”中心位置（详见附图1）。
与黄冈遗爱湖酒店，黄冈艺术学校相邻。
用地面积：179073平方米；总建筑面积：24700平方米；其中一期建筑面积：15200平方米；建筑控高：32米；绿化率：>25%。
黄岗黄梅戏大剧院设计功能要求，具体要求如下：黄梅戏大剧院是综合性大剧院，是浙江省黄梅戏剧院主要演出场所，既要满足戏曲演出条件，也要适应歌舞及其他类型演出，以保证为观众提供丰富多彩的精神食粮。
因此，大剧院功能定位为以戏曲演出为主，兼有歌舞类演出功能，设座席1200个。
主要包括以下两部分：☐演出中心区（一期建设）演出中心区用房使用面积13200平方米，总建筑面积约15200平方米。
各部分用房面积建议演出中心前厅（2100 m2）：大厅（艺术展廊、展览厅）1800 m2、贵宾室160 m2、咖啡厅和小卖部40 m2、艺术商店100 m2。
观众厅1200 m2，观众席1200座，观众席座位宽不小于560mm，排距不少于900mm。
舞台及乐池（1560 m2）舞台由主台，左、右侧台，后舞台构成“品”字形形式。
台口：宽16m，高10m。
结构设计竞赛决赛试题及评分标准
第八届构造设计竞赛决赛试题及评分标准1、赛题名称体育馆屋盖构造静力荷重比2、竞赛模型竞赛模型为体育馆屋盖构造，采用木头为主要制作材料，具体构造形式不限，但应满足规定的尺寸范围。
参赛选手设计制作模型包括屋盖构造、屋盖及支座连接节点、荷载施加节点三局部，竞赛组织方提供屋盖下部的支撑柱。
图1给出一示意性构造形式〔正放四角锥平板网格屋盖构造〕。
图1示意性屋盖构造3、模型要求屋盖可以设计为多种形式，如矩形、圆形、多边形以及不规那么图形等，力求新颖及创新性。
设计要求：（1）屋盖所覆盖的空间投影面积不小于为1m2，最大跨度不能小于0.8m；〔如图2所示〕（2）屋盖构造的高m以内，悬索的高度不受限制；（3）允许屋盖向周边外挑〔即支撑柱外局部〕，净外挑长度不应大于0.2m；（4）屋盖支承在周边钢柱上，支承柱共设8根〔参赛者可使用少于8根支承柱作为屋盖支承，但不得多于8根〕，其具体位置可以按照设计的屋盖构造形式进展调整。
支撑柱采用无缝钢管制作，钢管尺寸32mm×3mm，〔如图3所示〕。
（5）支座节点，即屋盖构造如何固定在支承钢管柱上，请参赛选手自行设计，要求连接节点插入钢管内的长度不得大于100mm。
〔提示：支座节点可设计为装配式可拆卸的形式，可现场方便拆卸，有效减轻屋盖自重，不可拆卸的支座须计入屋盖自重〕（6）m×m〔或直径D=0.2m〕范围内，共4个加载点，要求均匀排列在该区域内，加载点统一设计在在屋盖构造的下外表，具体加载点的位置、加载节点的设计由参赛人员考虑。
〔7〕参赛选手应在5min内将屋盖构造安装在提供的支承钢柱上。
图2跨度要求示意图〔多边形、圆形、矩形柱网布置〕注：图2仅给出圆形与矩形柱网布置情况，亦可设置不规那么布置形式，但必须满足最大跨度不小于0.8m要求。
图3钢管柱示意图4、加荷方式竞赛组织方提供不锈钢砝码假设干，砝码重量分别为1kg/个、2kg/个、5kg/个，由参赛者自己施加荷载，砝码必须挂在预先选定的构造加载点上。
全国大学生结构设计竞赛赛题
第十届全国大学生结构设计竞赛赛题大跨度屋盖结构1 赛题背景随着国民经济的高速发展和综合国力的提高，我国大跨度结构的技术水平也得到了长足的进步，正在赶超国际先进水平。
改革开放以来，大跨度结构的社会需求和工程应用逐年增加，在各种大型体育场馆、剧院、会议展览中心、机场候机楼、铁路旅客站及各类工业厂房等建筑中得到了广泛的应用。
借北京成功举办2008奥运会、申办2022冬奥会等国家重大活动的契机，我国已经或即将建成一大批高标准、高规格的体育场馆、会议展览馆、机场航站楼等社会公共建筑，这给我国大跨度结构的进一步发展带来了良好的契机，同时也对我国大跨度结构技术水平提出了更高的要求。
2 总体模型总体模型由承台板、支承结构、屋盖三部分组成（图-1）。
图-1 模型三维透视示意简图2.1 承台板承台板采用优质竹集成板材，标准尺寸1200mm×800mm，厚度16mm，柱底平面轴网尺寸为900mm×600mm，板面刻设各限定尺寸的界限：（1）内框线：平面净尺寸界限，850mm×550mm；（2）中框线：柱底平面轴网（屋盖最小边界投影）尺寸，900mm×600mm；（3）外框线：屋盖最大边界投影尺寸，1050mm×750mm。
承台板板面标高定义为±0.00。
图-2 承台板平面尺寸图2.2 支承结构仅允许在4个柱位处设柱（图-2中阴影区域），其余位置不得设柱。
柱的任何部分（包括柱脚、肋等）必须在平面净尺寸（850mm×550mm）之外，且满足空间检测要求。
（即要求柱设置于四角175mm×125mm范围内。
）柱顶标高不超过+0.425（允许误差+5mm），柱轴线间范围内+0.300标高以下不能设置支撑，柱脚与承台板的连接采用胶水粘结。
2.3 屋盖结构屋盖结构的具体形式不限，屋盖结构的总高度不大于125mm（允许误差+5mm），即其最低处标高不得低于0.300m，最高处标高不超过0.425m（允许误差+5mm）。
2024年“构力杯”第十七届全国大学生结构设计竞赛-考虑水平振动的高耸塔式结构设计与模型制作
附件1: 2024年“构力杯”第十七届全国大学生结构竞赛赛题《考虑水平振动的高耸塔式结构设计与模型制作》1.命题背景高耸塔式结构是建筑结构的重要类型，在电视塔、发电塔、观光塔中应用广泛。
由于其高耸入天，独树一帜，往往成为各地的一道亮丽景观。
随着我国经济高速发展，各个城市都兴建了地标性的塔式建筑，一方面满足功能需求，另一方面也丰富了城市面貌，显示了我国高超精湛的建筑技术和大国工匠精神。
广州塔（图1）外形奇特华美，纤细的塔身给人一种独特的视觉观感，是广东乃至华南地区的地标建筑之一。
其位于我国沿海地区，高耸的结构给抗风以及抗震带来极大的挑战。
由于在设计中充分考虑了各种不利工况，采用主被动联合控制阻尼器，控制结构的侧向位移和加速度，广州塔在面对2018年台风“山竹”时，依然能安全矗立。
除了预期荷载外，结构还可有一定的改进考虑突发的偶然荷载。
在2021年发生的深圳赛格大厦振动，更是引起了人们对结构风振控制的重视。
本次赛题以高耸塔式结构为基本单元，要求参赛者针对水平荷载、竖向荷载及水平振动复杂工况对其进行受力分析、结构设计、模型制作及加载试验。
图1 广州塔2.结构要求2.1 结构概述本竞赛需设计并制作一个塔式结构模型，结构形式不限。
如图2所示，加载前需要将指定质量的砝码固定在塔顶，结构底部固定在振动台上。
通过放置不同质量的砝码和施加不同的激励振动来实现不同工况下的结构受力。
参赛队员可在塔身设置附加质量块实现减振效果。
图2 模型及加载装置示意图2.2模型尺寸要求塔身内部给出圆柱体内规避区，外部给出圆柱外规避界限，如图3所示。
具体要求如下：（1）塔顶要求：塔顶需为水平面，平面标高为H，可以通过热熔胶可靠粘贴顶部砝码盘并放置顶部砝码，安装后的顶部砝码盘底面标高须与结构顶面要求高度H一致，以确保位移计能够可靠读数。
模型制作时间内，参赛队员应将顶部砝码盘固定位置外边界及朝向等用红色中性笔标志在模型顶部平面，顶部砝码盘中心点的平面投影须与模型底板中心点重合。
第一届全国大学生结构设计竞赛题目
第一届全国大学生结构设计竞赛一．竞赛题目高层建筑结构模型设计与制作二．竞赛内容竞赛内容包括：理论方案设计、结构模型制作、作品介绍与答辩、模型加载试验。
三．竞赛要求1.参赛要求(1)参赛者为全日制在校本、专科生。
每个参赛队由2至3名学生组成，提倡参赛学生跨专业组队。
每位参赛者只允许参加一个参赛队，各参赛队应独立设计、制作。
(2)每个参赛队只能提交一份作品，并给作品命名。
(3)各参赛队必须在规定时间和地点参加竞赛活动，迟到或缺席者作为自动弃权处理。
竞赛期间不得任意换人，若有参赛队员因特殊原因退出，则缺人竞赛。
2.理论方案要求(1)理论方案的内容应包括：设计说明书、方案图和计算书。
设计说明书应包括对方案的构思、造型和结构体系及其他有特色方面的说明；方案图应包括结构整体布置图、主要构件详图和方案效果图；计算书应包括结构选型、计算简图、荷载分析、内力分析、承载能力估算等。
(2)理论方案封面必须注明作品名称、参赛学校、参赛队员姓名和专业、指导老师，并加盖参赛学校教务处公章（详见附件一）；正文按设计说明书、方案图和计算书的顺序编排。
除封面外，其余页面均不得出现任何有关参赛学校名称和个人姓名的信息，否则取消参赛资格。
(3)理论方案要求用A4纸打印，一式五份于规定时间内交到竞赛组委会，逾期作自动放弃处理。
3.设计制作要求(1)模型制作材料模型制作材料为组委会统一提供的230克巴西白卡纸、铅发丝线（鞋底）和白胶。
不得使用组委会指定以外的其它任何材料，否则将直接取消其参赛资格，并通报。
(2)模型尺寸要求模型的长度不得大于2035mm，模型的外轮廓横向最大宽度不得大于300mm，桥面设置两个车道，每个车道宽不得小于100mm，因两车道之间设有行车导索，所以车道之间不能有立柱、拉索一类的构件。
桥面以下的模型高度不得大于150mm，桥面高差不得大于20mm。
桥面要求满铺且能承受加载小车的荷载。
模型除与支座、两端下压板（提供竖向向下压力）、前端挡板（防止小车前进时模型滑移）接触外，不能与加载装置的其它部位接触。
结构设计大赛赛题
2011年第五届全国大学生结构设计竞赛赛题：带屋顶水箱的竹质多层房屋结构一、竞赛模型竞赛模型为多层房屋结构模型，采用竹质材料制作，具体结构形式不限。
模型包括小振动台系统、上部多层结构模型和屋顶水箱三个部分，模型的各层楼面系统承受的荷载由附加铁块通过实现，小振动台系统和屋顶水箱由承办方提供，水箱通过热熔胶固定于屋顶，多层结构模型由参赛选手制作，并通过螺栓和竹质底板固定于振动台上，图1给出了一示意性结构图。
图1 模型示意图二、模型要求2.1几何尺寸要求(1) 底板：多层结构模型用胶水固定于模型底板上，底板为33cm×33cm×8mm的竹板，底板用螺栓固定于振动台上。
(2) 模型大小：模型总高度应为100cm，允许误差为±5mm。
总高度为模型底板顶面至屋顶(模型顶面)上表面的垂直距离，但不包括屋顶水箱的高度。
模型底面尺寸不得超过22cm×22cm的正方形平面，即整个模型需放臵于该正方形平面范围内，模型底面外轮廓与底板边缘应有足够的距离以保证螺栓能顺利紧固。
(3) 楼层数：模型必须至少具有4个楼层，底板视为模型第一层楼板。
除第一层以外，每层楼面范围须通过设臵于边缘的梁予以明确定义。
(4) 楼层净高：每个楼层净高应不小于22cm。
楼层净高是指该楼层主要横向构件顶部与其相邻的上一楼层主要横向构件底部之间的最小距离。
若底板上设臵有地梁，则第一层净高需自地梁顶部开始计算；若无地梁则从底板顶面开始计算。
柱脚加劲肋、隅撑及其他外立面构件不影响计算楼层净高。
(5) 使用功能要求：楼层应具有足够的承载刚度，各层空间应满足使用功能要求。
在模型内部，楼层之间不能设臵任何横向及空间斜向构件。
模型底层所有方向的外立面底部正中允许各设臵一个12cm×12cm(高×宽)的门洞。
(6) 楼层有效承载面积：楼层范围为各承重分区最外围楼层梁构件所包络的平面，不包括模型内部核心筒区域。
(终稿)第十届浙江省大学生机械设计竞赛题目
第十届浙江省大学生机械设计竞赛题目竞赛题目：机器人___排除万难1. 竞赛内容设计一台可完成竞赛规定动作的简易机器人（以下简称机器人），提交机械设计资料，完成模型制作，参加答辨和现场竞赛。
2. 参赛作品的总体要求2.1 机器人在收缩状态时，其长宽高均应≤300mm ；展开状态时尺寸不限。
2.2 机器人重量不限，但应尽可能轻。
2.3 机器人造价不限，但应尽可能低。
2.4 机器人操控可采用线控、自动控制、智能控制。
2.5 机器人行进方式不限。
2.6 机器人驱动可采用各种形式的原动机，但不允许使用人力直接驱动；若使用电动机驱动，其电源应为安全电源。
（注：动力设备自备，比赛现场仅提供 220V 交流电源）。
3. 参赛作品的内容、形式及其提交方式3.1 参赛作品内容包括两部分：机械设计方案书1套和机器人实物模型1件。
3.2 机械设计方案书应包括以下 7 个部分内容：（1）封面（格式见附件一）；（2）本作品的创新与特色简介；（3）设计方案拟定；（4）动力与传动方案的设计、计算与分析；（5）动作执行机构的设计、计算与分析；（6）其它设计计算与说明，设计总结；（7）附录：装配图、零件图和实物模型照片若干张。
机械设计方案书 1 套共8份，采用A4纸打印并装订成册。
要求 1 份方案书有封页，其余7份方案书不得有封面，并且不得出现与参赛学校有关的任何信息（违反此规定的将被取消理论设计答辨资格）。
提交时应密封在文件袋中。
3.4 机器人实物模型的制作规定：（1）实物模型应与设计方案一致；（2）实物模型的机械零件制作除原动机、标准件及橡胶件外一般应自制。
4. 竞赛场地及用品规格（详细尺寸见附件：竞赛场地模型图）4.1竞赛场地如图1所示，地面采用木质地板，表面铺设喷绘广告布，场地尺寸为4000mm×2000mm，出发区尺寸为300mm×300mm×300mm，四周围板高50mm。
4.2竞赛用滚动轴承分别为：6310,6308,6306；竞赛用垫圈分别为：36,30,20 GB/T97.1-2002；竞赛用螺母分别为：M30，M24，M16 GB/T6170-2000。
大学生结构设计竞赛基本杆件力学性能试验研究
收稿日期：2020-06-08作者简介：王永宝，讲师，博士研究方向：土木工程大学生结构设计竞赛可显著提高学生的创新思维和实践能力[1-2]，逐渐得到广泛关注。
近年来，大学生结构设计竞赛赛题日趋完善，逐渐形成以竹条、竹皮和502胶水为主要材料，以竹皮制作的空心杆和拉条为基本组成杆件[3]的结构模型制作模式[4]。
但由于材料组合形式多样[5]，如何选择合适材料组合制作受拉和受压基本构件是目前高校学子比赛中面临的难题。
常海林等用竹皮制作宽度3~8mm 的受拉杆件，测试了其抗拉性能[6]。
贾新聪[7]开展了若干3mm 、5mm 和7mm 受拉竹皮及5mm×5mm 和7mm×7mm 方形空心压杆的极限承载力研究，表明单层竹皮受拉构件的应力为55~62MPa ，空心杆的受压应力可取30MPa ，但并未从荷质比角度进行讨论。
王磊等[8]测试了边长为5mm 和6mm 三角形和方形空心杆的极限承载力，发现荷质比在120~160N/g 之间，根据荷质比最高原则选择了合适的截面尺寸，但并未对比应力状态[9]。
为进一步优化结构设计构件尺寸，本文对不同竹皮制作的拉条和空心杆截面进行轴拉和轴压基金项目：山西省教学改革创新项目“基于大学生结构设计大赛的学科竞赛管理体系研究”（项目编号：2020JG012）文章编号：1671-8496-(2021)-01-0076-05大学生结构设计竞赛基本杆件力学性能试验研究王永宝，秦鹏举，王健，张留鹏，张晓雷（太原理工大学，山西太原030024）摘要：为探讨大学生结构设计竞赛模型制作中常用单层竹皮受拉构件和竹皮空心杆的基本力学性能，用0.2mm 、0.35mm 、0.5mm 竹皮制作了108个长度为200mm 的拉条，72个长度为100mm 不同边长和侧棱包角处理的单层空心杆试件，应用电子拉压试验机测试了其极限承载力，并分析了其破坏形式、荷质比和应力。
试验结果表明：0.35mm 竹皮在表面涂胶后用作拉条构件，强度可达60MPa ；用0.35mm 和0.5mm 单层竹皮结构制作空心杆需在四角进行包角处理，但缺点是会增加质量，降低荷质比。
第十届华东结构设计大赛设计说明
第十届华东地区高校结构设计邀请赛计算书参赛学校：参赛队名：星航队作品名称：远行者参赛队员：指导老师：2013年10月目录1需求分析及结构选型 (1)1.1 需求分析 (1)1.1.1力学 (1)1.1.2美学 (2)1.2 结构选型 (2)1.2.1竖向承重体系 (2)1.2.2横向抗侧力体系 (2)1.2.3抗扭体系 (3)2结构建模及主要计算参数 (3)2.1 分析假定 (3)2.2 材料参数及几何模型 (3)2.2.1材料参数 (3)2.2.2几何模型 (4)2.3 有限元建模 (5)2.3.1单元选择及节点处理 (5)2.3.2荷载参数 (6)2.3.3有限元分析模型 (8)3 结构受荷分析 (8)3.1 工况 1 静力分析 (8)3.1.1位移 (8)3.1.2内力 (9)3.2 工况 2 静力分析 (9)3.2.1位移 (9)3.2.2内力 (10)3.3 工况 3 静力分析 (10)3.3.1位移 (10)3.3.2内力 (11)3.4 工况 4 静力分析 (10)3.3.1位移 (10)3.3.2内力 (10)4 节点构造及支撑、拉杆构造 (12)4.1 支座节点 (12)4.2 构件处理 (13)4.3 支撑、拉杆构造 (14)5 模型加工图及材料表 (15)模型加工图 (15)材料表 (15)参考文献 (15)材料表 (15)附件 A模型实物图 (16)附件 B模型设计施工图 (17)1 需求分析及结构选型1.1 需求分析本次结构设计竞赛赛题为采用桐木和502胶水制作一个抗弯、抗剪结构模型，模型为一大跨度结构，模型结构下部必须满足使用净空要求要求。
模型加载分为四个状态，状态一对称加竖向荷载，状态二偏心加竖向荷载，状态三施加横向荷载，状态四施加水平振动荷载，所制作的模型能够承受竖向荷载作用下产生的弯曲，偏心竖向荷载作用下产生的双向弯曲，水平荷载作用下产生的侧向弯曲以及振动荷载作用下产生的侧向往复的弯曲作用。
全国大学生数学竞赛大纲及历年预赛试卷
全国大学生数学竞赛大纲及历年预赛试卷一、引言全国大学生数学竞赛是一项旨在培养和提升大学生数学能力和思维水平的竞赛活动。
该竞赛由教育部主办，自年开始，每年一届，吸引了越来越多的学生参与其中。
本文将详细介绍全国大学生数学竞赛的大纲以及历年预赛试卷，帮助参赛者更好地了解和准备竞赛。
二、全国大学生数学竞赛大纲全国大学生数学竞赛大纲是竞赛命题的基础和指导，它涵盖了数学领域的多个方面，包括代数、几何、分析、概率统计等。
竞赛大纲不仅规定了竞赛的形式和内容，还为参赛者提供了学习和复习的方向。
三、历年预赛试卷分析预赛试卷是参赛者了解竞赛题型和难度的重要途径。
通过对历年预赛试卷的分析，参赛者可以了解竞赛题目的命题规律、题型分布以及解题技巧。
以下是对历年预赛试卷的分析：1、题型分布：预赛试卷主要包括选择题、填空题和解答题三种题型。
其中，选择题和填空题主要考察学生对基础知识的掌握程度，而解答题则更注重学生的综合运用能力和解题技巧。
2、难度分布：预赛试卷的难度分布较为均匀，难度适中。
在解答题中，通常会有一道相对较难的题目作为压轴题，以考察学生的数学能力和解题技巧。
3、命题规律：预赛试卷的命题规律较为稳定，通常会按照竞赛大纲的要求进行命题。
每年的预赛试卷都会有一部分题目与当年的数学热点问题相关联，以展示数学的应用价值。
四、总结通过对全国大学生数学竞赛大纲及历年预赛试卷的分析，我们可以了解到竞赛的命题规律、题型分布、难度分布以及解题技巧等方面的信息。
这有助于参赛者更好地了解和准备竞赛，提升自身的数学能力和思维水平。
我们也应该注意到，数学竞赛只是一种学习和交流的方式，参赛者应该以积极的心态参与其中，享受数学学习的乐趣。
全国大学生数学竞赛，作为一项广泛参与的学术竞赛活动，旨在提高大学生们对数学学科的热爱，增强他们的数学应用能力，以及培养优秀的数学人才。
此次预赛是竞赛的重要环节，将从基础知识、解题能力、创新思维等多个方面对参赛者进行全面考察。
福建省第十届大学生结构设计竞赛结构优化分析
1.2 施加载荷
模型施加的载荷有竖向静载和水平向动载两 种，加载分两阶段进行。第一阶段：在模型加载平 台板的右侧分等级进行水平力的加载和释放，载 荷块重量分为 20 kg, 30 kg 和 50 kg 三种，按等 级由小到大依次加载。第二阶段：以剪除角柱和边 柱的形式，检验结构鲁棒性是否满足要求，即检验 结构抗连续倒塌的能力。其中整个加载过程中，图 1 中每 150 mm×150 mm 平面范围内均有尺寸为 97 mm×97 mm、重为 0.5 kg 的砝码块置于楼板上。
顺纹抗拉强度/ 65
弹性模量/ GPa
10
竹材规格
竹皮 (3 种)
竹条 (4 种)
(mm×mm×mm) (mm×mm×mm)
1 250×430×0.50 1 250×430×0.35 1 250×430×0.20
900×6×1 900×2×2 900×3×3 900×6×3
引用格式： 张红章, 曾武华, 王逢朝等. 福建省第十届大学生结构设计竞赛结构优化分析. 力学与实践, 2018, 40(3): 351-356,343 Zhang Hongzhang, Zeng Wuhua, Wang Fengchao, et al. Structural optimization analysis on the 10th Fujian College Student Structural Design Competition. Mechanics in Engineering, 2018, 40(3): 351-356,343
文献 [6-8] 从数学模型、ANSYS 有限元分析软 件、结构构造等方面，分析了纸质模型的优化理论； 文献 [9-10] 以数值分析为基础，对比分析了竹质结 构模型实际受力状态，并进行了结构的优化。这些文 献从不同方面阐述了结构模型优化设计理论，但不 够全面，特别是竹质结构优化涉及很少。文章以福建 省第十届竹质结构设计竞赛为背景，以增加承载自 重比和实现结构鲁棒性为目标，从材料特征、结构选
第十届CATICS网络赛3D高难度后面两题
第十届CATICS网络赛3D高难度后面两题题目一题目描述：题目一要求参赛者完成一个3D模型的建模。
参赛者需要使用任何一种3D建模软件，根据给定的设计图纸进行建模。
设计图纸中包含了构建一个建筑物的细节和规格。
参赛者需要确保模型的准确性和细节的完整性。
解题思路：1. 阅读设计图纸：仔细阅读设计图纸，了解建筑物的细节和规格要求。
2. 选择合适的3D建模软件：选择一种熟悉且功能强大的3D 建模软件，例如AutoCAD、SketchUp等。
3. 开始建模：根据设计图纸，使用选定的3D建模软件开始建模。
按照规格要求，逐步构建建筑物的各个部分，并注重细节和准确度。
4. 完善模型：建模完成后，检查模型的准确性和完整性。
确保没有遗漏任何细节，如门窗、屋顶等。
5. 渲染和展示：将建模完成的3D模型进行渲染和展示，以展示模型的效果和细节。
使用适当的材质和光照效果，增加模型的真实感。
题目二题目描述：题目二要求参赛者完成一个复杂的3D模型动画。
参赛者需要使用3D动画软件，根据给定的场景和要求，创作出一个精彩的动画。
解题思路：1. 熟悉场景和要求：仔细阅读题目要求，了解场景和动画效果的要求和限制。
2. 选择合适的3D动画软件：根据自己的熟悉程度和功能需求，选择一种适合的3D动画软件，如Blender、Maya等。
3. 规划动画流程：根据题目要求和场景，规划动画的流程和剧情。
确定角色、场景和动作等。
4. 建模和动画制作：使用选定的3D动画软件，根据场景需求进行建模和动画制作。
注意细节和动画的流畅性。
5. 渲染和输出：完成动画制作后，使用适当的渲染设置进行渲染，最终输出成视频格式。
以上为第十届CATICS网络赛3D高难度后面两题的解题思路和指导。
参赛者可以根据自己的实际情况选择合适的软件和方法进行创作。
祝你成功！。
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第十届全国大学生结构设计竞赛赛题大跨度屋盖结构1 赛题背景随着国民经济的高速发展和综合国力的提高，我国大跨度结构的技术水平也得到了长足的进步，正在赶超国际先进水平。
改革开放以来，大跨度结构的社会需求和工程应用逐年增加，在各种大型体育场馆、剧院、会议展览中心、机场候机楼、铁路旅客站及各类工业厂房等建筑中得到了广泛的应用。
借北京成功举办2008奥运会、申办2022冬奥会等国家重大活动的契机，我国已经或即将建成一大批高标准、高规格的体育场馆、会议展览馆、机场航站楼等社会公共建筑，这给我国大跨度结构的进一步发展带来了良好的契机，同时也对我国大跨度结构技术水平提出了更高的要求。
2 总体模型总体模型由承台板、支承结构、屋盖三部分组成（图-1）。
图-1 模型三维透视示意简图2.1 承台板承台板采用优质竹集成板材，标准尺寸1200mm×800mm，厚度16mm，柱底平面轴网尺寸为900mm×600mm，板面刻设各限定尺寸的界限：（1）内框线：平面净尺寸界限，850mm×550mm；（2）中框线：柱底平面轴网（屋盖最小边界投影）尺寸，900mm×600mm；（3）外框线：屋盖最大边界投影尺寸，1050mm×750mm。
承台板板面标高定义为±0.00。
图-2 承台板平面尺寸图2.2 支承结构仅允许在4个柱位处设柱（图-2中阴影区域），其余位置不得设柱。
柱的任何部分（包括柱脚、肋等）必须在平面净尺寸（850mm×550mm）之外，且满足空间检测要求。
（即要求柱设置于四角175mm×125mm范围内。
）柱顶标高不超过+0.425（允许误差+5mm），柱轴线间范围内+0.300标高以下不能设置支撑，柱脚与承台板的连接采用胶水粘结。
2.3 屋盖结构屋盖结构的具体形式不限，屋盖结构的总高度不大于125mm（允许误差+5mm），即其最低处标高不得低于0.300m，最高处标高不超过0.425m（允许误差+5mm）。
平面净尺寸范围（850mm×550mm）内屋盖净空不低于300mm，屋盖结构覆盖面积（水平投影面积）不小于900×600mm，也不大于1050×750mm，见图-3。
不需制作屋面。
屋盖结构覆盖面积（水平投影面积）不小于900×600mm，也不大于1050×750mm。
但不限定屋盖平面尺寸是矩形，也不限定边界是直线。
屋盖结构中心点（轴网900×600mm的中心）为挠度测量点。
2.4 剖面尺寸要求模型高度方向的尺寸以承台板面标高为基准，尺寸详见图-4、5。
图-3 屋盖结构尺寸图图-4 结构剖面图A图-5 结构剖面图B3 模型材料及制作工具3.1 竹材竹材规格及数量如表-1所示，竹材参考力学指标如表-2所示。
表-1 竹材规格及用量竹材规格竹材名称数量竹皮1250mm×430mm×0.50mm 本色侧压双层复压竹皮 4 张1250mm×430mm×0.35mm 本色侧压双层复压竹皮 4 张1250mm×430mm×0.20mm 本色侧压单层复压竹皮 4 张竹条900mm×6mm×1mm 40根900mm×2mm×2mm 40根900mm×3mm×3mm 40根900mm×6mm×3mm40根注：竹条实际长度为930mm。
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0.789g/cm3150MPa 65MPa 10GPa 3.2 粘结胶水502胶水12瓶（规格30克/瓶）。
3.3 制作工具（1）每队配置工具美工刀（3把），3.0m卷尺（1把），1m钢尺（1把），1.2m丁字尺（1把），45cm三角板（1套），16cm弯头带齿镊子（1把），砂纸（6张，粗砂、细砂各3张），5件套锉刀（1套）、剪刀（2把）、棉手套（3副）、签字笔（3支）、HB铅笔（2支）、透明胶带（1卷）、6吋模型剪钳（2把）、切割垫块（1块）、工具收纳筐（1个）。
（2）公用工具裁纸刀A3（10台）、空间木星模型检测块（4个）。
3.4 测试附件测试附件为100×100×0.8mm的铝片，重17.5g，用于挠度测试。
如图-6。
重量不计入模型重量。
铝片中心刻有直径10mm及直径50mm的圆痕。
3.5 屋面材料屋面材料采用柔软的塑胶网格垫，厚度约3mm。
尺寸为1.5:1的矩形，四周切为弧形，具体尺寸：长约108cm，宽约72cm，切弧半径为175mm，以满足重量1kg为准（误差0.5g），中间位置开直径80mm的圆孔（挠度测试之需），详见图-7。
图-7 屋面材料3.6 加载材料加载材料采用软质塑胶运动地板（图-8，9），尺寸950mm×650mm，四周切为弧形，中央开直径80mm的圆孔（挠度测试之需）。
加载材料厚度约2.4mm。
单块重量2kg，误差控制在1g以内，大于2kg的部分通过均匀开小孔（孔径10mm）的方式减去，小于2kg的粘贴小块材料补足。
图-8 加载材料尺寸图图-9 加载材料尺寸图4 模型制作要求4.1 模型的承台板由竞赛主办方统一提供，板长边中点处标注承台板自重（精确到1g）。
各参赛队不得对其进行任何致重量改变的操作，如打磨、挖空，削皮，洒水等，否则视为违规，取消比赛资格。
4.2 模型的其余部分由参赛队制作。
模型结构的所有杆件、节点及连接部件均采用给定材料与粘结胶水手工制作完成。
4.3 测试附件粘贴要求（1）测试附件（铝片）粘贴于屋盖结构中心处（见图-3~5），且铝片中心区域（直径50mm）表面应平行于承台板面。
屋面材料铺设后，必须能与铝片接触。
（2）铝片必须直接牢固粘贴在与屋面网垫接触的杆件上，第一阶段加载过程中出现脱落、倾斜而导致的位移计读数异常，各参赛队自行负责。
（3）若中心区域无杆件，则需由参赛队自行增加杆件连接，增加的杆件计入模型重量。
4.4 模型提交时应组装为整体，即将承台板、支承结构和屋盖结构用胶水装配成整体。
4.5 模型制作时间为14小时。
模型应在规定的制作时间内组装为整体，此后不能再有任何实质性的操作。
4.6 比赛中提供的制作台尺寸1220×2440mm，台面高度720~750mm。
5 模型净空检测及称重5.1 模型净空间检测用标准净空模块（850mm长×550mm宽×300mm高）沿纵向及横向穿越模型内部，如不能通过，则视为模型不合格。
5.2 屋盖平面尺寸及高度检测用激光水平仪和卷尺检测屋盖平面尺寸及高度，满足下列要求之一者视为不合格。
（1）屋盖平面尺寸最大处超过允许值（1050、750）+10mm（每侧+5mm）；（2）屋盖平面尺寸最小处超过允许值（900、600）-10mm（每侧-5mm）；（3）屋盖厚度超过允许值（125mm）+5mm。
5.3 模型称重模型整体称重后，减去承台板及测试附件（铝片）的重量，即为参赛模型的重量M i。
6 模型加载及评判6.1 加载方式模型加载采用静加载的形式完成，所加荷载为屋面全跨均布荷载，荷重用软质塑胶运动地板模拟。
6.2 加载准备（1）模型置于加载台上，调试位置。
使位移计激光投射于铝片中心直径为10mm的圆痕区域内，完成定位。
（2）调整激光位移计高度。
使激光位移计底面至铝片中心的垂直距离为100±25mm范围内。
（3）布置摄像头。
模型净空范围内设置摄像头，观测受力过程中结构的变形。
6.2 加载过程先铺屋面材料，作为预加载，然后位移计读数清零。
模型加载分为两个阶段：6.2.1 第一阶段：标准加载14kg（七张胶垫）（1）先加第一级，6kg（三张胶垫逐张加载），完成后持荷20秒，测试并记录测试点挠度值。
（2）再加第二级，8kg（四张胶垫逐张加载），完成后持荷20秒，测试并记录测试点挠度值。
第一阶段加载时的允许挠度为[w]=4.0mm。
6.2.2 第二阶段：最大加载第二阶段的最大加载量由各参赛队根据自身模型情况自行确定，可报两个级别（定义为第三级和第四级），并应在加载前上报。
荷载级别为胶垫的数量（即2kg的倍数）。
（1）先加第三级，按上报加载量一次完成加载，持荷20秒，如结构破坏，终止加载，且本级加载量不计入成绩；如结构不破坏，继续加载。
（2）再加第四级，按上报加载量一次完成加载，持荷20秒，加载结束。
如结构破坏，本级加载量不计入成绩；如结构不破坏，本级加载量计入成绩；第二阶段加载时不进行挠度测试。
6.2.3 加载过程由参赛队队员完成。
6.2.4 自预加载开始，至加载结束，时间控制在6分钟以内。
（第四级加载后的持荷时间不计入6分钟内）6.3 评判标准6.3.1 第一阶段加载过程中，出现以下情况，则终止加载。
本级加载及以后级别加载成绩为零（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）；（1）模型结构发生整体倾覆、垮塌；（2）屋面杆件脱落；（3）挠度超过允许挠度限值[w]的1.10倍。
6.3.2 第二阶段（1）加载过程中，若模型结构发生整体倾覆、垮塌，则终止加载，本级加载及以后级别加载成绩为零（即第三级加载出现此情况，加载项成绩算第二级加载成功的成绩）；（2）加载过程中，若模型结构未发生整体倾覆、垮塌，但有局部杆件的破坏、脱落或过大变形，则可继续加载。
6.3.3 每队加载成绩由各级加载成功时，计算所得荷重比分数和刚度分数组成。
7 评分项及评分标准7.1 模型评分项及分值模型评分项共五项，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）模型承载力——60分（5）模型刚度——15分7.2 评分标准7.2.1 计算书以及设计说明——10分（1）计算内容的完整性、准确性6分（2）图文表达的清晰性、规范性4分7.2.2 结构选型与制作质量——10分（1）结构合理性与创新性5分（2）模型制作质量与美观性5分7.2.3 现场表现——5分（1）赛前陈述3分（2）现场答辩2分7.2.4 模型承载力——60分（第一阶段加载，35分；第二阶段加载，25分） （1）计算各参赛队模型（i ）的单位自重承载力m 1i 、m 2i 按式（a ）计算：i i M N m 11=， ii i M N m 22= （a ）N 1 ——第一阶段加载成功时的加载荷重（包括屋面重量）；若两级加载均成功，承载力为两级加载块重量和屋面材料重量之和，即N 1=15kg ；若仅第一级加载成功，承载力为第一级加载块重量和屋面材料重量之和，即N 1=7kg 。
N 2i ——第二阶段加载时，本队模型的加载荷重，单位：kg ； M i ——本队模型的自重；单位：g 。