2022年第十北京工业大学结构设计大赛专业组A组赛题 .pdf

第十届北京工业大学结构设计大赛专业组A组赛题一、竞赛简况竞赛内容包括三个部分：模型设计，模型制作，模型测试。（一）模型设计每个参赛小组在比赛当天登记并提交一份计算书。计算书需要详细说明此结构设计，并据此制作模型。1. 模型制作每个参赛小组在比赛当天提交参赛模型。模型在赛前须制作完成，只可使用竞赛组委会提供的材料。2. 模型测试模型的结构测评将在比赛当天进行。每个模型需要经受两种加载：静态竖向加载实验和竖向冲击加载实验。每个小组需把模型放在实验台上在评委面前进行加载实验。二、材料和工具大赛将提供以下材料，用于制作模型。轻木板（规格、材性参数稍后通知）粘着剂 有形鲨鱼 502胶水制作模型的以下工具请自备：砂纸切割刀直尺三角尺量角器铅笔橡皮擦三、结构模型本次比赛旨在设计并制作一个缩小版的简支桥梁，如图3.1所示 （示意图，可采用其它结构形式）。该模型要求以尽可能轻的重量来经受两项加载实验，并不发生 破坏，同时应力求美观。该桥梁轮廓尺寸：宽度不大于105mm ，长度不大于1050mm ，高度不大于500mm 。要求桥面宽度为100( 误差 5)mm ，长度为1000( 误差+50)mm ，桥面 平直，可以不设桥面板（允许有高于桥面的结构，但不得影响加载，其模型尺寸必须符合轮廓尺寸要求）。桥梁搁置在净间距为1000mm 的简支支座上， 支座由精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页组委会提供，不属于桥梁结构。支座只提供竖向支持力，不得利用支座水平力。所有结构的组成部分必须由组委会提供的轻木板建成。该模型必须遵循所提供的尺寸，否则取消比赛资格。图 3.1 桥梁示意图四、测试程序所有模型将经过两道加载实验，其顺序为：静态竖向加载实验和竖向冲击加载实验。每个小组需在委员会的指导和协助下进行荷载实验。在加载实验期间，每个小组有责任小心保护好模型，使模型在测试之前不至于损坏。只有那些成功通过静力加载实验，并没有发生破坏 的模型，才能继续进行竖向冲击加载实验。实验的加载点和加载方向如图4.1 所示。图 4.1 静态竖向加载实验（一）静态竖向加载实验这是第一项加载实验程序，在此次实验中（如图4.1 ），在桥梁 跨中依次放置 3 个各重约 30N 的砝码（此方向上的力总计为90N 加上托盘的重量，托盘精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页重约 10N ，托盘平面为 100mm 100mm 的正方形）， 3 个砝码加上 10 秒后记录桥梁跨中的竖向位移，记为D1（考虑各参赛队桥梁差异，不直接测量桥梁位移，以托盘的竖向位移代替）。此实验要求模型不发生破坏。如果模型发生倾覆，则认为加载失败。如果模型位移过大，导致构件与支座或加载台面发生接触，也认为加载失败（支座高度大于700mm ，因此模型净空大于700-500=200mm ）。（二）动态竖向冲击加载实验这是第二项加载实验程序，该项实验与静态竖向加载实验类似（如图4.2 ）。在静态竖向加载实验结束后，将顶部第一个30N 的加载砝码向上提升100mm （从剩下的 60N砝码顶部测量），然后将该砝码突然落下造成冲击荷载。在冲击荷载实验期间不记录位移。要求该模型不发生破坏 ，而且在冲击荷载加载 10 秒后依然不 破坏。如果模型发生倾覆，则认为加载失败。图 4.2 动态竖向冲击加载实验注：上述“破坏”的定义为“构件出现明显开裂、断开或者节点脱开”。五、评分规则（一）结构评分按总分100 分计算，其中包括：1. 计算书及设计图 10% （共 10分）2. 结构选型与制作质量 10% （共 10分）3. 现场表现 5% （共 5分）4. 结构重量 50% （共 50分）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页5. 结构刚度 25% （共 25分）（二）评分细则：1. 计算书及设计图（共10 分）1）计算内容的完整性共 6 分2）图文表达的清晰性、规范性共 4 分注：计算书要求包含：结构选型、结构建模及主要计算参数、受荷分析、节点构造、模型加工图（含材料表）。2结构选型与制作质量（共 10 分）1）结构合理性与创新性共 6 分2）模型制作美观性共 4 分3现场表现（共 5 分）1）赛前陈述共 3 分2）赛中答辩共 2 分4结构重量（共 50 分）在所有成功完成竞赛的模型中，重量最轻者得50 分，最重者得10 分，其余队模型的重量分数S1按下式计算：50max11maxminS4010MMMM式中： Mmin为重量最轻者的质量，单位g；Mmax为重量最重者的质量； M1为所考察模型的质量。本项所得分数保留小数点后两位。注：指数 50 是为鼓励参赛队尽量减轻模型重量。5结构刚度（共 25 分）在所有成功完成竞赛的模型中，在静态竖向加载实验中的竖向位移最小者得 25 分，最大者得 5 分，其余各队模型的刚度分数S2按下式计算：max12maxminS205DDDD式中： D1为所考察模型在静态竖向加载实验中的竖向位移绝对值，Dmax为所有模型中的最大竖向位移，Dmin为所有模型中的最小竖向位移，单位mm ；本项所得分数保留小数点后两位。以上 1-5 各项得分相加，分数最高者优胜。共青团北京工业大学建筑工程学院委员会精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 5 页2013 年 6 月 24 日精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页