廣西第五大學生結構設計競賽賽題

1、 廣西第五屆大學生結構設計競賽賽題 附件廣西第五屆大學生結構設計競賽賽 題 主辦單位： 廣西建設教育協(xié)會 承辦單位： 南寧職業(yè)技術學院 競賽日期：2014年 月 日 日 目 錄1 競賽題目和內(nèi)容21.1 競賽題目“龍門吊機”模型設計制作與加載21.2 競賽內(nèi)容22 理論方案要求22.1 理論方案22.2 理論方案格式和要求23 模型制作要求33.1 模型制作材料和工具33.2 模型制作內(nèi)容34 加載步驟及要求44.1 加載前準備44.2 加載步驟5（1）采用逐級加載方式進行靜載加載5（2）采用移動方式進行動載加載64.3 關于加載失效的認定標準65 評分標準75.1 評分構成75.2 評分細則

2、7（1）理論方案和加載結束模型狀態(tài)預測（共10分）7（2）結構造型與制作質量（共10分）7（3）靜載加載試驗（70分）8（4）動載加載試驗（10分）86 結構設計競賽模型和加載裝置示意圖97、附件：廣西第五屆大學生結構設計競賽封面101 競賽題目和內(nèi)容1.1 競賽題目“龍門吊機”模型設計制作與加載 “龍門吊機”它是一種吊裝工程中常用的機械設備，也叫門式起重機。主要用于室外的貨場、料場、散貨的裝卸作業(yè)。它的金屬結構像門形框架，承載主梁下安裝兩條支腳，可以直接在地面的軌道上行走，主梁兩端可以具有外伸懸臂梁。門式起重機具有場地利用率高、作業(yè)范圍大、適應面廣、通用性強等特點，在港口貨場、橋梁、隧道的預

3、制和吊裝工程中得到廣泛使用。如右圖所示。1.2 競賽內(nèi)容競賽內(nèi)容包括：理論方案、模型制作、作品介紹、加載試驗。2 理論方案要求2.1 理論方案理論方案內(nèi)容包括方案圖和計算書。（1）方案圖：應包括結構作品效果圖、結構布置圖、主要構件和節(jié)點詳圖。（2）計算書：應包括結構計算簡圖的選取、荷載分析、內(nèi)力分析、承載能力估算等。2.2 理論方案格式和要求（1）封面（見附件一），第一頁為300字左右的摘要，其后為方案圖和計算書。除封面外，其余各頁面上均不得出現(xiàn)參賽學校和個人的姓名等信息，否則理論方案按零分計。（2）理論方案要求用a4紙雙面打印，一式三份于規(guī)定時間內(nèi)交到競賽組委會，逾期作為自動棄權處理。3 模

4、型制作要求3.1 模型制作材料和工具競賽期間，承辦方為各隊提供如下材料及工具用于模型制作：（1） 白卡紙：3張（a0號，約250g/張，平均厚度約0.3mm/張）白卡紙力學性能參考值：彈性模量1500mpa，順紋抗拉強度22.2mpa，抗壓強度7.0mpa。（2）白乳膠：2瓶（225ml/瓶）（3）砂紙：2塊（200mm200mm）（4）棕線：一扎（補鞋用的牛筋線）。制作工具：2把美工刀，1把丁字尺，1把剪刀，1支2b鉛筆、干燥劑1瓶。大塑料袋一只。注：材料不足可現(xiàn)場領取。 各隊不允許自帶白卡紙、白乳膠、502膠水等模型材料（若發(fā)現(xiàn)立即取消參賽資格），可攜帶尺子、三角板、圓規(guī)、電吹風、干燥設施

5、、以及其他輔助制作工具。3.2 模型制作內(nèi)容模型的尺寸范圍要求見圖.1 圖.1 龍門吊模型的尺寸要求注意：1、系繩區(qū)在模型正中央部位，所有結繩必須在系繩區(qū)陰影范圍以內(nèi)(除繩頭外)； 2、繩頭與砝碼掛鉤交接處，繩頭預留不超過30mm； 3、加載區(qū)的陰影部分除砝碼，掛鉤，繩頭外，不得出現(xiàn)其他任何構件和異物。 4、圖1中的板條作為模型受靜載作用時，測量豎向撓度變形的參考面，由承辦方提供一塊，板條規(guī)格400mm40mm15mm。蓋板擱置于模型的頂面中央，測點為蓋板的中心。 所有參賽作品必須滿足板條的擱置。否則作品無效。4 加載步驟及要求4.1 加載前準備（1） 模型稱重：將制作好的龍門吊模型進行稱重（

6、含膠水、結繩重量），重量數(shù)值精確到0.1g，作為考核模型自重的依據(jù)。（2）參賽隊員進入比賽現(xiàn)場，由2名同學負責把龍門吊模型安放在加載試驗平臺指定的加載位置上（模型與平臺不粘結），然后，由工作人員在模型的中軸線處頂部安裝板條和數(shù)顯百分表（各參賽隊伍的作品中必須預留板條的擱置位置，否則視為無效作品），并固定百分表使之穩(wěn)定，再將讀數(shù)置零（如圖.2）。同時由另1名同學對模型作品名稱、構思、特點及加載結束模型狀態(tài)預測等進行陳述，作品介紹不超過2分鐘。圖.2 靜載加載前的準備示意圖比賽前填寫加載表確定3次荷載重量及選用砝碼的規(guī)格和數(shù)量，比賽過程中不得臨時更改荷載重量。4.2 加載步驟（1）采用逐級加載方式

7、進行靜載加載加載物為鑄鐵砝碼，在跨中下部加載，如圖.3所示。比賽提供的掛鉤和砝碼規(guī)格見右圖表。每個參賽隊必須按三級加載。首次一級加載，荷載重量為11.475kg（即掛鉤+兩個5.1kg砝碼重量），第一級加載完畢，10秒過后，加載有效（有效是指模型在重物作用下，在規(guī)定的作用時間內(nèi)，其結構的變形和承載力仍能滿足要求）方可進入下一級別的加載。二級加載重量不得大于15.3kg（此時累計加載不超過26.775kg）。第二級加載完畢，10秒過后，加載有效方可進入下一級別的加載。第三級加載的重量最大不超過10.2kg（此時累計加載不超過36.975kg）。三級加載過程中，任何一級加載完畢，百分表讀數(shù)不得超過

8、2cm，若超過，則本級加載無效，最終靜載承載能力以上一級有效加載數(shù)量為準。若第一級加載失敗，則本項成績?yōu)榱?，并且不得參加下一項目的加載。 圖.3 靜載加載示意（2）采用移動方式進行動載加載 通過靜載第三級加載后，被視為有效的參賽作品方可進入移動方式加載項目。動載加載前，由工作人員移除百分表和板條蓋板，操作左控制臺牽引設備，將加載平臺（連同負載的模型）以約0.4米/秒的均勻速度從左至右，移動約4.45米（如圖.4）。從靜止到開始勻速，歷經(jīng)0.7秒，起步加速度為0.57m/s2 。當加載平臺兩前輪即將撞擊右控制臺側面橡膠墊（橡膠墊厚5.5mm）時，牽引設備斷電，加載平臺與右控制臺發(fā)生碰撞并立即靜止

9、。加載平臺移動過程中和靜止后5秒內(nèi)，模型不發(fā)生破壞和垮塌，無砝碼掉落，該項加載即為有效。 圖.4 動載加載示意注意：以上準備工作和砝碼加載由各隊隊員自行完成（除安裝、拆卸蓋板、百分表和操作控制臺），如在此過程中出現(xiàn)模型損壞，則視為喪失比賽資格。賽務人員負責監(jiān)督、標定測量儀器和記錄4.3 關于加載失效的認定標準參賽模型在加載過程中，凡出現(xiàn)下列情況之一即視為被破壞或失效：（1） 模型垮塌；（2） 靜載加載時，百分表測得的豎向位移超過20mm；（3） 砝碼滑出掉地；（4） 競賽評委會現(xiàn)場認定失效的其他情形。5 評分標準5.1 評分構成結構評分按總分100分計算，其中包括：（1） 理論方案和加載結束模

10、型狀態(tài)預測 10% （共10分）（2） 結構造型與制作質量 10% （共10分）（3） 靜載加載試驗 70% （共70分）（4） 動載加載試驗 10% （共10分）5.2 評分細則（1）理論方案和加載結束模型狀態(tài)預測（共10分） 理論方案 （共5分）根據(jù)計算書內(nèi)容的完整性，圖文表達的清晰性、規(guī)范性評分。 加載結束模型狀態(tài)預測 （共5分）加載結束時模型可能會出現(xiàn)下面三種狀態(tài)之一：狀態(tài)一：龍門吊承重體系靜載作用發(fā)生垮塌；狀態(tài)二：龍門吊承重體系靜載作用不發(fā)生垮塌，但是百分表豎向位移超過20mm；狀態(tài)三：龍門吊承重體系靜載作用不發(fā)生垮塌，百分表豎向位移也不會超過20mm。 動載作用過程中發(fā)生垮塌，。狀

11、態(tài)四：龍門吊承重體系靜載不發(fā)生垮塌，百分表豎向位移也不會超過20mm。 動載作用過程中不發(fā)生垮塌。參賽隊須對模型加載結束時的狀態(tài)進行預測，并在比賽前填寫預測表。如果模型加載結束時的實際狀態(tài)與參賽隊預測的狀態(tài)一致，則該項得5分，否則該項得0分。（2）結構造型與制作質量（共10分） 結構合理性及創(chuàng)新性 （共6分） 模型制作質量及美觀性 （共4分）理論方案、結構造型與制作質量均在加載試驗前評畢。若模型尺寸、自重及材料不符合競賽要求的，或參賽作品與提交的設計方案不一致的，或參賽過程中有其他違規(guī)現(xiàn)象的將不能進入加載試驗階段。（3）靜載加載試驗（70分）在有效模型（至少能承受10kg荷載重量的模型）中，某一結構荷重比值si按式（1）計算，最大者得70分；某一模型荷重比值得分k按式（2）計算。 某一模型荷重比： （1） 某一模型荷重比值得分： （2）注：模型自重是指紙結構（含膠水、結繩）的重量。最終有效加載重量指有效砝碼和掛鉤的總重。本項所得分數(shù)保留小數(shù)點后兩位。（4）動載加載試驗（10分）加載平臺移動開始至撞擊停止后5秒內(nèi)，模型不發(fā)生破壞和垮塌，無砝碼掉落該項