结构设计大赛竞赛手册

第四届结构设计大赛细则（决赛）一、大赛宗旨及目的随着经济的不断发展，高层建筑的发展是大势所趋，高层建筑的 结构安全也越来越受到人们的关注。在地震中，建筑工程的倒塌是造 成灾害的最主要原因，建筑结构的抗震能力决定了地震的严重程度。 建筑结构的抗震能力是社会抗震救灾系统的第一道防线。因此，高层 建筑抗震工作一直是建筑设计与施工的重点。结构工程师必须按抗震 设计要求进行结构分析与设计。本次的比赛旨在通过竞赛活动，将课程理论与实际精神紧密联合 起来，深入的了解建筑结构的基本理论与设计方法；同时培养大学生 合作精神，提高动手能力，加强大学生对建筑工程的了解，健全面向 未来的教育体系，培养具有各方面才能的大学生。二、竞赛题目木质多层房屋结构模型设计与制作。三、竞赛内容结构模型制作、设计说明、模型加载试验。四、参赛对象和形式4.1参赛对象为中国海洋大学在校全日制本科生。经过初赛选拔进入决赛的队伍。4.2决赛分为加载组和外观组，进入决赛的非专业组可以选择做 外观组，其余的非专业组及专业组做加载组。五、竞赛要求5.1参赛要求：5.1.1各参赛队应独立设计、制作，每人只允许参加一个队。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。5.1.2每个参赛队只能提交一份作品，作品必须命名，但不能带 有任何有关参赛学院和个人的信息，否则取消参赛资格。5.2设计要求：1. 设计说明书：制作模型前一天各组需要提前提交装订成册的设 计说明书。内容包括：作品名称、作者、作品简介、设计理念、模型 图纸、概念设计。2. 关于模型图，组委会接受画法几何与土木工程制图所学方法、 素描方法等一切使模型外观与细节表达清楚的绘图方法，土木工程系 大二以上学生可用CAD软件设计出图纸。4. 关于概念设计，即从力学角度对制作模型有个受力分析和受力特点 的介绍。5.3设计制作要求：5.3.1大赛在结构设计竞赛组委会的安排下进行，组委会提供统 一的制作材料和工具，在规定时间和地点由参赛学生领取参赛制作材 料独立现场在规定时间内制作，然后在规定的时间由参赛学生交到指 定地点。5.3.2模型制作材料及工具：1. 桐木条（2*4mm，2*6mm， 3*6mm， 6*6mm，长度均为 1000mm） 木材力学性能参考值：顺纹弹性模量1.0 X 104MPa，顺纹抗拉强度 30MPa。2. 复压竹皮3.502胶水4.制作工具：只允许使用砂纸、小型锯子、尺子、笔、美工刀。 注：木材、胶水统一由组委会提供，制作工具由各参赛队自行准备； 不得使用组委会指定以外的其它任何材料，否则，一经查实，将直接 取消其参赛资格，并通报。5.3.3模型几何尺寸要求加载组：1. 底板：多层结构模型用胶水固定于模型底板上面，底板为 500*400*4mm的木板，底板用螺栓固定于振动台上。2. 模型大小：模型总高度（模型底板顶面至模型上表面的垂直距 离）为800 土 10mm。模型的底面尺寸不得超过240mm X 240mm的 正方形平面，即整个模型需放置于该正方形平面范围内。3. 楼层数：模型必须至少具有3个楼层，底板视为模型第一层楼 板。除第一层以外，每层楼面范围内通过设置于边缘的梁予以明确定 义。4楼层净高：每个楼层净高不小于240mm。柱脚加劲肋，隅撑以 及其他外立面构件不影响楼层的计算净高。5使用功能要求：楼层应该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，楼层之间不能设置任何横向及空间斜 向构件。并且，各楼层的外墙的开敞性要满足后期安装铁块的要求。6.楼层有效承载面积：在楼层范围内与楼面构件直接接触的铁块 和水箱的覆盖面积定义为楼层有效承载面积，每个楼层的有效承载面 积不得小于225 cm2。外观组：外观组模型尺寸不做具体要求，但必须保证至少有三个楼层，且 二层、三层的底板面积不少于200mm*200mm。5.3.4模型及附加铁块、水箱安装要求1利用热熔胶将附加铁块固定在模型的2、3楼层结构上，可在 楼层上设置固定铁块辅助装置，但辅助装置和铁块不能超出楼层范围 且不能直接跟柱接触，若辅助装置或铁块与柱子接触，则该层净高以 接触点的高度位置开始计算。2. 水箱规格：26cm长*17.5cm宽*18cm高。内部盛9cm深的水。3. 铁块长、宽、高约分别为12cm、6cm与3cm，重量为1700g。4模型二三层上应放置铁块，需要保证至少225mm2的承载面。模型顶部放置水箱。5. 加载组的模型试验在单向水平向施加地震作用，外观组只进行 静加载。六、加载设备介绍（加载组）振动台系统的相关指标：水平台尺寸：500X400X 3mm，最大承 受荷载：30kg。工作频率：02Hz，最大位移：土 35mm。（具体尺 寸见附图）七、加载等级加载组：第一等级（30分）：按8.1.2安放铁块及水箱。调速器标定值为40。加载时间20s。第二等级（30分）：调速器标定值为50。加载时间15s。外观组：第一等级（20分）按8.1.2安放铁块及水箱，加载时间15s。八、现场加载8.1赛前准备8.1.1模型称重：将制作好的模型（不含底板、铁块和水箱）称 重（精度0.1g），测量相关尺寸参数；8.1.2将模型安装在底板上，并将铁块固定在模型2、3层上（荷 载分两级，第一级及第二级荷载所安装铁块的数目是各组统一的）， 每层楼面（不包含底层平面）要固定2个大铁块，水箱放在顶层平面。8.1.3注：模型不符合“533模型几何尺寸要求”的，不能进行加 载，即没有加载成绩！ ！8.2加载及测试步骤8.2.1外观组：外观组只进行静加载15s，在加载过程中若出现 任一构件明显开裂断开或节点脱开的现象，加载失效。8.2.2加载组进行第一级加载，在加载过程中若出现任一构件明 显开裂断开或节点脱开的现象，加载失效。一级荷载加载成功后进行第二级加载。在二级加载过程中若模型 不倒则二级加载试验成功。九、评审规则及分值9.1加载组100分二设计说明书20分+重量20分+级加载30分+二级加载30分9.1. 1设计说明书（20分）（若图纸与模型不一致，则此项不得 分！）1. 绘图纸评分规则：模型尺寸标注清晰（4分）图纸视觉感与细 节清晰（6分）2. 作品简介2分，设计理念4分，概念设计4分。9.1.2重量（20分）计算为M - Mmax3 X 20M - Mmaxmin9.1.3加载试验（60分，其中一级荷载试验30分，二级荷载试验30分）一级荷载若模型在加载过程中若出现节点开裂、杆件破坏的情 况，则认为该级加载失败，退出加载试验；二级荷载在加载过程中若 模型不倒则二级加载试验成功。9.2外观组100分二设计说明书30分+静加载20分+外观评选50分9.2. 1设计说明书（30分）（若图纸与模型不一致，则此项不得 分！）1.绘图纸评分规则：模型尺寸标注清晰（4分）图纸视觉感与细 节清晰（6分）2.作品简介4分，设计理念8分，概念设计8分。9.2.2静加载20分静加载15秒，只一次加载。9.2.3外观评选50分大众评选25分，决赛答辩老师评选25分。十.奖项设置和评奖办法1模型承载力奖模型承载力优胜一等奖：1组模型承载力优胜二等奖：2组模型承载力优胜三等奖：3组2最佳结构分析奖：进入决赛并获得上述优胜奖的各参赛队有资格参加最佳结构分 析奖的答辩。本奖项用于奖励分析、设计的综合实力较强且其设计意 图在设计作品中得以充分实现的优秀参赛队。评审过程包括自述发言 和回答提问两部分。评审组将针对材性实验，结构分析、结构选型、 节点支座设计、制作工艺等对参赛队进行综合提问，进而评选出最佳 结构分析奖一组。3最佳造型奖：评审组将在外观组各组模型中依照造型的新颖，美观评出：最佳造型奖一等奖：1组最佳造型奖二等奖：2组最佳造型奖三等奖：3组4最佳制作奖：评审组将在外观组各组模型中依照制作的细致、精巧评出最佳制 作奖一组。十一、版权11.1本次比赛题目版权属于大赛组委会，未经许可，不得转让 用于其他商业比赛。11.2大赛组委会拥有对各参赛队提交的竞赛方案、模型及相关 材料进行出版或转让出版的权利。11.3决赛中一切获得奖项的优秀作品须留给大赛组委会存档备 用，且不予归还。11.4大赛最终解释权归结构设计大赛组委会所有。2SUUC0