大连市第十一届大学生结构设计竞赛题目(第一稿)

附件三

大连市第十一届大学生结构设计竞赛题目（第一稿）

一.竞赛题目

单跨结构模型设计、制作和加载试验

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. 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。

2. 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

模型外围尺寸需控制在长宽高为1200×200×300mm的长方体范围内，范围内形状可随意设计。

（3）支座条件

加载装置设置二个支座，位于同一水平面内沿同一轴线上，两个支座的净距为1100mm。支座横向长度为200mm。二个支座均可为模型提供竖向支承和横向水平支撑，不提供纵向水平支撑。

3 加载试验要求

（1）模型分两步进行加载试验，首先施加竖向恒载，然后继续施加水平横向冲击荷载，每次加载需稳定5秒种。

（2）竖向恒载和水平冲击荷载各有2次加载机会，竖向恒载有5kg 、10kg 、20kg 三个级别的砝码供选择，水平冲击荷载设置0.1m 、0.2m 、0.3m 、0.4m 、0.5m 五个释放高度供选择。

（3）竖向加载，每次加载需在三个级别砝码中优化组合重量进行加载；横向冲击加载，加载重量不变，可从小到大选择两次释放高度（在连杆上有标注，为红色）进行冲击加载。

（4）竖向荷载，需在模型区域中间截面下部中点提供一个不超过30mm 长的绳套，加载装置挂在绳套上，加载装置初始重量1kg 。

（5）水平横向荷载，需在模型区域中间截面后下角提供一个不超过30mm 长的绳套，加载装置挂在绳套上，加载装置初始重量1kg 。冲击球重5kg ，中心穿过连杆。

模型区域正面

30 mm 0.1m ～0.5m 五挡）

50 mm

四．评分规则

总分为100分，包括结构造型与体系、理论分析、模型制作、叙述答辩和加载试验5个方面。

1、结构造型与体系（10分）

按模型结构的构思、造型和结构体系的合理性、实用性和创新性评分。

2、理论分析（5分）

按设计说明书、方案图和计算书内容的完整性、正确性评分。

3、模型制作（10分）

按模型制作工艺情况评分。

以上3项均在加载前评毕。模型尺寸及材料使用不符合设计制作要求的，或参赛过程中有其他违规现象的将直接淘汰，不进入加载试验阶段。

4、叙述答辩（5分）

按现场叙述和答辩情况，由评委当场给分。

5、加载试验（70分）

加载过程中，如果出现下列任一情况，将视为加载失败，退出加载试验：

（1）模型跨中最大竖向位移（仅计算竖向恒载作用产生的位移）超过规定限值（30mm），模型跨中最大横向水平位移（仅计算恒向冲击荷载作用产生的位移）超过规定限值（50mm）；

（2）在施加竖向荷载和横向水平荷载过程中，模型出现明显失稳和破坏；

（3）因模型提供的竖向和横向加载处设计不妥，造成加载不稳定致使加载不能继续时；

完成加载试验的模型，按以下方法计分：

先按荷重比（F = [ P+70H]/W）计算出各模型的相对分，其中P代表竖向荷载值（kg），H代表模型所承受的横向水平荷载冲击高度值（m），W代表模型自重（kg）；再将F值为最大（记Fmax）的模型定为满分（70分），其余模型的分数按（满分×F/Fmax）计算。

五. 加载试验程序及操作步骤

1、由参赛队员首先自行将模型安置在试验装置上，然后安装竖向恒载加载盘和水平横向加载装置（含冲击球质量），继而开始竖向和横向加载实验。在安置模型的同时，由一名参赛队员向评委和观众介绍参赛作品，然后回答评委提问，时间控制在3分钟内。

2、由参赛队员首先加载竖向恒载，需将所选重量（砝码）小心放在加载盘上，加载需稳定5秒钟，若第一次加载成功，参赛队可选择第二次加载重量，并以同样方式完成第二次加载试验。总加载重量最大不超过50kg。如果第一次加载已选最大重量，则不需进行第二次加载。

3、加载竖向恒载后，不卸载开始加载横向水平冲击荷载，首先将冲击球沿导杆小心抬高至所选高度，稳定后突然释放冲击球，若第一次冲击加载成功，参赛队可选择第二次释放高度，并以同样方式完成第二次加载试验。如果第一次加载已选最高高度，则不需进行第二次加载。

两点说明：

1、竖向和横向加载装置不计在加载重量内；

2、位移零点从安装好加载装置后算起。