結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽要求

武漢大學(xué)第四屆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽組委會(huì)文件武漢大學(xué)第四屆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽比賽細(xì)則一、 大賽介紹武漢大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽旨在培養(yǎng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。通過結(jié)構(gòu)大賽，學(xué)生可以理論聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)團(tuán)隊(duì)精神，提高創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力，健全人格品質(zhì)，為成為當(dāng)代的卓越工程師打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在第四屆大賽舉辦之際，我們嘗試進(jìn)一步擴(kuò)大影響，并在開拓中不斷完善，使之成為一項(xiàng)在校內(nèi)或國內(nèi)更有影響的賽事。我們相信結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽將在發(fā)展中更上一層樓，以其獨(dú)特的魅力成為珞珈山下一道亮麗的風(fēng)景。二、 題目承受靜載和模擬地震荷載的底部大空間兩層建筑結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)、制作與加載。三、 工程背景在實(shí)際工程中，很多多層和高層建筑將底層設(shè)計(jì)為停車場或商鋪等大開間，這類建筑結(jié)構(gòu)底層往往變?yōu)楸∪鯇?。歷次地震表明，有底部薄弱層的建筑結(jié)構(gòu)在地震中容易發(fā)生震害，其特點(diǎn)是：（1）底部薄弱層震害嚴(yán)重，有較大殘余變形甚至完全坍塌；（2）薄弱層以上的樓層震害輕微。由于建筑功能的優(yōu)勢，這類建筑結(jié)構(gòu)有較高的市場需求。本屆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽以此為工程背景，希望同學(xué)們能通過結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)、制作與模擬地震加載，了解此類結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性和震害特點(diǎn)，共同探討改進(jìn)其抗震性能的方法。四、 作品要求1、 作品力求有創(chuàng)造性，貼近實(shí)際、結(jié)構(gòu)合理、制作精巧。2、 每個(gè)參賽隊(duì)只能提交一份作品。3、 完整的作品包括以下部分：（1） 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)劃書，包括荷載分析、結(jié)構(gòu)選型、計(jì)算簡圖、內(nèi)力分析、承載能力估算等。（本部分對(duì)本科一、二年級(jí)學(xué)生可不作要求）（2） 設(shè)計(jì)方案。結(jié)構(gòu)圖若干，包括主要構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)詳圖及材料表等。（本部分對(duì)本科一、二年級(jí)學(xué)生可不作要求）（3） 結(jié)構(gòu)模型（實(shí)物）。要求模型制作符合設(shè)計(jì)制作要求，并與設(shè)計(jì)書一致。如修改模型，要求同時(shí)修改計(jì)算書。4、作品由各參賽隊(duì)命名。作品名必須健康向上，突出特點(diǎn)。作品名經(jīng)組委會(huì)批準(zhǔn)后生效。五、 制作材料1、 本屆大賽的模型制作材料包括3張A0繪圖紙，2瓶白乳膠，在競賽過程中不再追加材料。制作工具包括小刀兩把，剪刀兩把，毛刷兩把，直尺一套。丁字尺自備。所有材料和工具由組委會(huì)統(tǒng)一購買、發(fā)放。2、 模型制作所用材料僅限于組委會(huì)提供的材料，允許對(duì)所給材料進(jìn)行加工、組合，但不能改變材料的力學(xué)性能。如模型中采用任何非組委會(huì)提供的材料，經(jīng)查實(shí)，將被取消參賽資格。3、 材料實(shí)驗(yàn)報(bào)告將在發(fā)放材料時(shí)一同提供，并鼓勵(lì)選手根據(jù)需要做更多的試驗(yàn)。六、 加載設(shè)備說明1、 加載設(shè)備主要由振動(dòng)臺(tái)及相應(yīng)的控制系統(tǒng)、振動(dòng)平臺(tái)、保護(hù)裝置、固定裝置（鋼壓條）及凈空箱組成，詳見附圖1a。2、振動(dòng)平臺(tái)通過螺栓錨固在2mx2m的振動(dòng)臺(tái)（附圖2）上。振動(dòng)平臺(tái)尺寸為400mmx700mmx10mm（長x寬x厚），周邊通過4個(gè)螺栓與振動(dòng)臺(tái)錨固。振動(dòng)平臺(tái)共有16x13個(gè)帶螺紋M5螺栓孔，孔距為30mm，詳見附圖1b。3、 加載設(shè)備提供4個(gè)鋼壓條來固定結(jié)構(gòu)模型，鋼壓條與振動(dòng)平臺(tái)采用M5螺栓錨固，其具體形狀和尺寸詳見附圖1c。4、 單塊荷載塊尺寸為210mmx50mmx15mm（長x寬x厚），質(zhì)量約為1.23kg，加載時(shí)每層使用四塊荷載塊，詳見附圖1d。5、 保護(hù)裝置距離振動(dòng)平臺(tái)凈高約為1200mm，上下層保護(hù)索一端固定在保護(hù)裝置上，一端與荷載塊固定，以保護(hù)人員和設(shè)備的安全，詳見附圖1e。七、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及加載要求1、 結(jié)構(gòu)模型分為兩層，總高度不得低于600mm，底層層高不得大于500mm。2、 主體結(jié)構(gòu)平面尺寸必須大于200mmx200mm。3、 模型底層必須能夠從垂直振動(dòng)方向穿過尺寸為300mmx200mmx350mm（高x寬x長，長度沿振動(dòng)方向）的凈空箱，詳見附圖1a。4、 荷載塊分兩層布置（詳見附圖1a），不能超出主體受力結(jié)構(gòu)的外側(cè)，荷載塊與保護(hù)繩索相連，在結(jié)構(gòu)破壞前繩索不受力。5、 模型底部幾何中心應(yīng)與振動(dòng)平臺(tái)中心重合。6、 加載過程中不允許選手身體接觸模型。

八、WUHANUNIVERSITY八、WUHANUNIVERSITY比賽過程1、 試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭谱髂Ｐ捅仨氃谝?guī)定的時(shí)間和規(guī)定的地點(diǎn)進(jìn)行制作，不得將模型帶出制作場地以外制作。制作完成后注意對(duì)模型的保管和維護(hù)，并在截止時(shí)間之前連同其他所需材料一并提交組委會(huì)。提交之后，各代表隊(duì)均不得對(duì)作品中的任何部分進(jìn)行修改。2、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)評(píng)審及相關(guān)評(píng)分作品提交之后，組委會(huì)將會(huì)組織評(píng)審委員會(huì)對(duì)各個(gè)模型進(jìn)行統(tǒng)一評(píng)審，針對(duì)各組提交的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)劃書和設(shè)計(jì)方案（包括材性實(shí)驗(yàn)、結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)分析、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、制作工藝等），結(jié)合模型的制作綜合打分。設(shè)計(jì)計(jì)算書和設(shè)計(jì)方案，本科一、二兩級(jí)的學(xué)生可不提交，用概念設(shè)計(jì)說明代替。3、 模型加載試驗(yàn)評(píng)判要求首層靜載約4.9kg，頂層靜載約4.9kg，振動(dòng)臺(tái)最大加速度為1.6m/s2,結(jié)構(gòu)未失效即為通過。振動(dòng)臺(tái)輸入地震波由汶川安縣塔水臺(tái)波（NS分量）經(jīng)處理后得到，持續(xù)時(shí)間約40s，其加速度時(shí)程曲線和反應(yīng)譜分別見附圖3和附圖4。比賽出場次序比賽當(dāng)天公布，所有環(huán)節(jié)必須遵從組委會(huì)的安排。4、 加載步驟（1） 電子秤稱定模型自重。（2） 測量結(jié)構(gòu)底層凈空和模型高度。（3） 選手在工作人的協(xié)助下，按照加載要求將模型安裝在振動(dòng)平臺(tái)上，將荷載塊與保護(hù)裝置相連后，依次放置于模型首層與頂層。（4） 選手示意工作人員開始后，工作人員啟動(dòng)振動(dòng)臺(tái)開始震動(dòng)。5、 失效條件凡出現(xiàn)下列情況之一者，即屬結(jié)構(gòu)模型失效：（1） 模型尺寸不滿足要求或模型、荷載塊無法按照命題要求正確安裝就位。（2） 加載過程中保護(hù)繩索受力或者荷載塊脫離模型。（3） 模型發(fā)生嚴(yán)重破壞：如結(jié)構(gòu)整體垮塌，因柱腳破壞導(dǎo)致的傾覆，局部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴(yán)重破壞等情況，具體由評(píng)審委員會(huì)判定。（4） 評(píng)審委員會(huì)認(rèn)為失效的其他情況。九、注意事項(xiàng)1、 加載前按照要求做好一切準(zhǔn)備工作，包括模型的固定、保護(hù)繩索位置等，要避免因?yàn)檫@些因素引起結(jié)構(gòu)的破壞。2、 儀器和設(shè)備不可避免有一定的制作誤差，請(qǐng)選手諒解并在制作過程中考慮。組委會(huì)將在預(yù)賽前組織若干次加載儀器展示及預(yù)加載環(huán)節(jié)，請(qǐng)選手盡量參加。3、 出于設(shè)備原因，加載時(shí)振動(dòng)臺(tái)的實(shí)際加速度時(shí)程曲線不可避免的會(huì)有一些誤差。4、 如遇不可抗因素導(dǎo)致比賽無法順利進(jìn)行，由組委會(huì)和評(píng)審委員會(huì)協(xié)商給出解決方案。十、獎(jiǎng)項(xiàng)設(shè)置和評(píng)獎(jiǎng)方法1、綜合表現(xiàn)獎(jiǎng):本獎(jiǎng)項(xiàng)用于獎(jiǎng)勵(lì)綜合實(shí)力突出的優(yōu)秀參賽隊(duì)。在通過決賽的各參賽隊(duì)中根據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)分（各部分分?jǐn)?shù)均精確至0.1分）（1）承載力：滿分60分，所有通過決賽的作品按其參賽質(zhì)量決定該項(xiàng)的得分，其中質(zhì)量最輕的模型得分為60分，其余模型該項(xiàng)得分根據(jù)下表按線性插值公式計(jì)算。表1承載力計(jì)分表AM（g）0125101520304050>100得分6056534740342922181510上表中，t\M=M-M.minM —模型質(zhì)量Mmin—通過決賽最輕的模型質(zhì)量。（2） 結(jié)構(gòu)分析：滿分為20分，由評(píng)審委員會(huì)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)評(píng)審時(shí)評(píng)定（本科一、二年級(jí)選手的作品按結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)審）。（3） 造型：滿分為10分。由評(píng)審委員會(huì)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)評(píng)審時(shí)評(píng)定。（4） 制作：滿分為10分。由評(píng)審委員會(huì)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)評(píng)審時(shí)評(píng)定。將上述部分分?jǐn)?shù)相加后，根據(jù)總分高低，評(píng)選出獎(jiǎng)項(xiàng)，當(dāng)場宣布競賽結(jié)果。2、 最佳結(jié)構(gòu)分析獎(jiǎng):本獎(jiǎng)項(xiàng)用于獎(jiǎng)勵(lì)結(jié)構(gòu)分析、設(shè)計(jì)的綜合實(shí)力較強(qiáng)且設(shè)計(jì)意圖在設(shè)計(jì)作品中得到充分實(shí)現(xiàn)的優(yōu)秀參賽隊(duì)伍。在通過決賽的作品中，根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)評(píng)審中結(jié)構(gòu)分析部分的評(píng)分，評(píng)選出最佳結(jié)構(gòu)分析獎(jiǎng)。3、 最佳造型制作獎(jiǎng):本獎(jiǎng)項(xiàng)用于獎(jiǎng)勵(lì)結(jié)構(gòu)新穎美觀、結(jié)構(gòu)制作細(xì)致、精巧的優(yōu)秀參賽隊(duì)。根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)評(píng)審中造型、制作部分評(píng)分總和，評(píng)選出最佳結(jié)構(gòu)造型制作獎(jiǎng)。注：以上獎(jiǎng)項(xiàng)可以兼得，可以空缺。十一、組隊(duì)1、 要求2至4人組隊(duì)參賽，且必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)向組委會(huì)報(bào)名；2、 每人只允許參加一個(gè)參賽隊(duì)伍，各隊(duì)獨(dú)立設(shè)計(jì)、制作。十二、此細(xì)則解釋權(quán)歸大賽組委會(huì)所有。十三、版權(quán)1、 本次比賽題目版權(quán)屬于大賽組委會(huì)，未經(jīng)許可，不得轉(zhuǎn)讓用于其他商業(yè)比賽等；2、 本賽組委會(huì)擁有對(duì)各參賽隊(duì)提交的競賽方案、模型等材料進(jìn)行出版或轉(zhuǎn)讓出版的權(quán)利。十四、技術(shù)支持本比賽由武漢大學(xué)土木建筑工程學(xué)院承辦并提供技術(shù)支持。十五、附則本細(xì)則經(jīng)武漢大學(xué)教務(wù)部、校團(tuán)委審批，送發(fā)各評(píng)委老師、參賽隊(duì)及其他相關(guān)人員。武漢大學(xué)第四屆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽組委會(huì)二零一一年三月武漢凈空箱荷載塊振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面固定孔位模型安裝定位孔(帶螺紋),屹螺栓,孔距為30mm,深10mm,共16X13個(gè)保護(hù)裝置保護(hù)緝索模型振動(dòng)方向振動(dòng)方向100振動(dòng)平臺(tái)三(與振動(dòng)臺(tái)錨固)(a)加載裝置示意圖(b)振動(dòng)平臺(tái)尺寸150150"7.5I,M5螺栓l、橢圓孔325, 325 ,^1__20