结构模型制作

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结构模型设计与制作

一、题目:

(一)专业组:承受竖向静力荷载的简支结构模型设计

注:参赛选手须为土木、建筑类专业本科生、研究生

(二)趣味组:“辉火流星”——承受冲击荷载的结构模型

注:参赛选手不受专业限制。

二、制作材料:

(一)主材:A1标准绘图纸

连结材料:胶水(正规厂家生产的普通胶水)

其他材料:灯泡(只向趣味组参赛队派发)。

(二)组委会统一免费提供一定数量的材料,若另有需求应自费向组委会购买。(三)不能使用非组委会提供的材料,否则取消参赛资格。

(四)每组参赛队伍领取材料时向组委会递交10元押金,对于上交正式作品的参赛队退还押金。

三:模型制作工具

(1)美工刀;

(2)剪刀;

(3)铅笔;

(4)60cm直尺﹑三角尺﹑圆规;

(5)大头针﹑大头钉若干;

四﹑作品要求:

(一)专业组:

1、作品应力求有创造性,贴近实际,结构合理,制作精巧。

2、完整的作品包括以下部分:

①模型设计说明书。

a、模型设计说明书封面;

b、方案的构思、可行性分析;

c、模型三面透视图、效果图;

d、结构制作图,包括主要构件、结点详图,并注明详细尺寸、材料;

e、模型荷载分析、内力分析、承载能力估算等详细说明(本部分对一、二年级学生不作要求)。

②结构模型(实物)。模型制作需符合设计制作要求并与说明书一致,如修改模型,要求同时修改说明书。

3、作品由各参赛队命名。

(二)趣味组:

1、要求作品具有创新性,制作精巧。

2、完整的作品包括以下部分:

①模型设计说明书。要统一用A4打印纸,装订成冊,内容包括:

a、模型设计说明书封面;

b、方案的构思、设计精神与设计灵感来源;

c、模型效果图;

d、所用材料清单,设计尺寸。

②结构模型(实物)。模型制作需符合设计制作要求并与说明书一致,如修改模型,要求同时修改说明书。

3、作品由各参赛队命名。

五﹑模型设计制作要求:

(一)专业组:

(1)模型设计所需信息

①模型加载台:加载台不提供水平力限制,加载台的支点(中心)跨径为700mm,加载台支点平面离地面净空可调节,最小净空1200mm,最大净空1500mm,具体见附图;

②模型承载台:模型顶面必须有一个承载平台(不必满铺),在模型长度方向不小于100mm,模型横向宽度不小于100mm,但必须满足加载要求;本部分只要有足够的强度和刚度能满足加载要求即可;

③模型加载点的标高不能低于支承点平面标高。

(2)模型设计要求

各参赛队自由设计纸质结构模型(各种类型结构均可),必须满足以下基本要求:

①提供制作的相关结构模型的设计书(包括设计图);

②结构模型计算跨径为700mm(支点跨径),宽度不小于100mm,不大于200mm,高度限制为150mm—300mm;

③模型质量需保持在200g以下。

(二)趣味组:

1、方案:模型应体现结构的减震性能,故不能使用降落伞方案,其他不限。

2、尺寸:模型长、宽、高均应小于或等于200mm 。赛前组委会将用200×200×200mm 的立方体容器审查参赛作品,不符合要求者不与参赛。立方体容器情况如图1所示。尺寸超限的模型将不能参加比赛。

3、内部架构:模型内部须预留可置入组委会统一发放的灯泡空间,并有相关的接口(开口),以方便灯泡置入与取出。

4、材料:制作材料仅限于组委会所提供的材料,允许参赛队对所给材料进行加工、组合。材料发放后,各参赛队须对本组的灯泡质量负责。

5、模型质量需保持在200g 以下。

图1 立方体容器示意图

六﹑加载(检测)方式: (一)专业组:

1、本次大赛专业组采用砝码加载;

2﹑结构模型现场加载试验过程中,由各参赛队成员自行加载,另有2名工作人员协助。

3、加载过程中不得使用任何未经竞赛评比委员会允许的辅助工具。

4、每件参赛模型共有5次加载机会。其中前3次加载的荷载必须按照计算书方案进行(第一级加载必须大于承载吊篮的重量),后2次加载荷载可根据现场情况进行适当调整。加载只能单调增加荷载,不允许先卸载后加载。

每级加载后,

200mm

200mm

必须持荷20秒以上(不含20秒),经监督人员确认,评委通过,方能继续下一级加载。每个参赛模型最大加载荷载为80Kg(安全考虑)。

5、参赛模型在加载实测过程中,凡出现下列情况之一即视为被破坏或失效:

(1)荷载加上去后20秒以内(含20秒)模型坍塌;

(2)模型竖向或横向最大挠度大于跨度的1/10,测量点为跨中部位最大挠度处;

(3)模型尺寸不符,不能顺利放上加载台并完成加载;

(4)竞赛评比委员会认为失效的其他情形;

6、加载步骤如下:

①组委会审查模型尺寸,称取模型重量;

②参赛者对模型进行简单介绍和描述;

③加载过程(分级加载,加载次数不得超过5次);

④加载结束后,评委就有关问题进行提问和点评;

⑤公布成绩。

7、加载结束的评定标准:a、结构模型达到极限承载力,因失稳或材料屈服而破坏;b、结构模型变形过大;c、加载次数满5次.

(二)趣味组:

1、大赛趣味组采用“3m高度自由释放模型”检测方式,检测模型的减震功能大小。

2、检测时,由参赛队派出两个选手,负责将灯泡置入模型内及相关检测工作,其它工作人员一律由组委会统一安排。

3、模型自由释放前的姿势不作限制,由参赛队自行选择,检测次数仅为1次。

4、检测程序如下:

①组委会审查模型尺寸,称取模型重量(未含灯泡);

②参赛者将灯泡置入模型内,作相关封盖、加固工作;

③参赛者对模型进行简单介绍和描述;

④参赛者从指定高度、位置自由释放模型;

⑤灯泡的质量检测与模型检验;

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