第十四届结构设计竞赛0325

大连市第十届大学生结构设计竞赛实施方案

一.竞赛题目

承受正负弯矩的梁模型设计、制作和加载

二．竞赛内容

竞赛内容，即竞赛评分范围如下：

①模型设计理论方案

②现场陈述表现

③现场加载实验

三．竞赛要求

1.理论方案要求

（1）理论方案应包括：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，一式六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。

（2）模型尺寸要求

模型界限为一长方体，分为底座和主结构两部分，主结构由两跨组成，中间跨长为

1200mm，悬臂一端跨长为500mm，其横截面高度不大于200 mm，宽度不大于200 mm(详

见图1)；模型需设置一长度不大于100mm的底座，模型在底座范围内其截面宽度为

200mm，沿截面高度方向需设置夹板固定区，以便于设置夹板固定的区域，并保证有足

够的嵌固强度，每边的嵌固外伸段长度不得大于150mm ，嵌固端面需与嵌固台完整接触。模型的具体限制尺寸如下图所示。

图1 模型轮廓投影限制范围（单位mm ）

（3）模型结构要求

a ）模型底座两端沿竖向需设置用于夹板固定的宽平坦区，每边的固定长度不应小于100mm ，且不超过150mm ，模型与嵌固台的接触面应为平面，以确保模型与嵌固台完全接触。详见图2。

b ）模型结构的下表面需设置两个加载作用点A 、B ，加载作用点A 距模型右侧悬臂端的水平距离为100±5mm(严格控制误差不得大于+5mm)；加载作用点B 距模型右侧悬臂端的水平距离为1100±5mm ，且A 、B 点都位于沿梁宽方向的中点处，要求在A 、B 点设置可以施加竖向力的拉线环各1个。另需注意，拉线环的荷载全部由梁传递，不允许任何一部分拉线环的荷载直接传递给模型以外部分。模型各加载作用点的拉线环须满足承载要求，如发生破坏作加载失败处理。且拉线环受力拉直后距加载点的垂直距离为10±5mm 。A 、B 两点均需要用黑色粗线笔标出，赛前需要检验，误差不超过5mm 。

c ）梁模型结构区上表面需保持水平，不得有明显的倾斜和弯曲，便于比赛中量测挠度。模型上表面需设置两个位移量测点1、2，分别对应于作用点A 、B 的正上方，位置要求同加载点，测点1、2均需要用黑色粗线笔标出，也需赛前需要检验，误

差不超过5mm 。

（4）模型固定要求

模型嵌固端上下将采用长600mm ，宽100mm ，厚度为6mm 的钢质夹板通过螺栓和螺母固定模型，嵌固端固定装置如图2所示。铰支座不设横向支撑，竖向可升降，，方便模型安装，详见加载装置图。嵌固台

钢质夹板

模型底座螺孔

嵌固台

模型区域

图2 嵌固端固定装置示意图

（5）变形量测要求

在结构上表面每个测点位置设置一位移测点，每个测量点处上方设置一激光位移计，测点位置见图3，详见加载装置图。

图3 位移量测点位置示意图

（6）模型加载要求

组委会本着同等条件，自然公平原则制作加载试验的所有相关设备。同时要求参赛模型应能承担具有实际偏差性质的现场条件（如台面微小的不平、加载偶然偏心、自然风随机变化等条件）。

1 加载过程

比赛开始后参赛队必须在5分钟内将模型安装完成，位移计归零，之后开始加载试验。通过两个位置的竖向加载考核模型的承载力。加载示意图及过程如下：

图4 加载位置示意图

第一步：悬臂端A处竖向静荷载试验：在裁判的监督下，由参赛队员自行按照图示方式在A处施加竖向荷载，加载次数不超过2次。规定第一次施加的重量不小于2kg，若加载成功，此时参赛者可自行选择第二次在悬臂端竖向增加的重量（原重量不可卸除）。只有最后一次的悬臂端加载成功，参赛者方可进行下一步加载。取两次加载后A 处最大加载重量假设为P，并假设此重量下Ａ处的挠度值为f，这两者计入成绩。

第二步：跨中处竖向静荷载试验：在维持A处竖向荷载的前提下进行B处的竖向静荷载试验。加载点位于图示的B点，同样由参赛队员按照图示方式施加。首先加载至重量2P，缓慢卸除悬臂端A处的荷载，卸除荷载后静置10s，加载成功后跨中承重2P 计入B点加载成绩，接下来B点仍有不超过2次的加载机会（原B点重量不可卸除），参赛者可自行选择每次加载增加的重量，但B点总加载重量不得大于4P，以加载成功的B点最大重量和相应挠度计入此环节的成绩，重量记为P′，挠度记为f′。

加载要求：比赛现场提供重量为50kg、10kg、5kg、1kg重量的砝码若干供参赛者

自由组合，加载时队员身体不能接触模型和已加载的砝码。每级加载后，裁判会在队员手离开砝码后开始计时，必须持荷10秒以上，且变形未超过限值，经监督人员确认，记录下挠度值，评委通过，方能继续下一步加载。若模型结构失效，即取前一次加载重量和挠度作为最终结果。整个加载过程不得超过6min。

2 终止加荷标准

凡出现下列情况之一即视为被破坏或失效：

①模型无法按照设计要求正确安装就位；

②模型无法依照比赛组委会规定的加载测量方式进行加载和测量；

③在试验给定约束条件下结构发生扭转、倾覆，位移计无法检测到位移。

④模型在加载过程中出现明显的材料、结构损坏；

⑤模型变形过大：竖向加载过程中模型A处竖向位移限值为50mm，模型B处竖向位移限制为100mm，位移超限即加载失败。

⑥评审委员会认为失效的其它情况。

3 计分办法

结构评分按总分100分计算，其中包括：

A. 计算书及设计图 10%（共10分）

B. 现场陈述 10%（共10分）

C. 结构刚度 20%（共20分）

D. 结构荷重比 60%（共60分）

评分细则如下

A. 计算书及设计图（共10分）

a．计算内容的完整性共6分

b．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）。

B．现场表现（共5分）

a ．现场陈述共5分

b ．现场答辩共5分

C ．结构刚度（共20分）

在所有成功完成竞赛的模型中，取模型的A 处刚度系数为E ，B 处刚度系数为E ′，其计算公式分别为：

'''

P E E f f == 式中：P 为所考察模型的A 点加载成功的最大重量，单位为N ， f 为所考察模型的A 点的竖向绝对位移，单位mm ；P ′为所考察模型跨中B 点加载成功的最大重量，单位为N ， f ′为所考察模型的B 点的竖向绝对位移，单位mm 。

各队模型的刚度分数S 1由两项求和计算，其具体公式如下：（若模型第一步加载没有成绩，此模型的S 1取0，若第二步加载没有成绩，则只取公式的前半部分进行计算）

min min 1max min max min

''812''E E E E S E E E E --=?+?-- 式中： E 为所考察模型的A 处刚度系数，E max 为所有完成第一步加载的比赛模型中A 处刚度系数的最大值， E min 为所有完成第一步加载的比赛模型中A 处刚度系数的最小值；E ′为所考察模型的B 处刚度系数，E ′max 为所有完成第二步加载的比赛模型中B 处刚度系数的最大值， E ′min 为所有完成第二步加载的比赛模型中B 处刚度系数的最小值。本项所得分数保留小数点后两位。

D ．结构荷重比（共60分）

在所有成功完成竞赛的模型中，按照等效荷重比计算出各模型的相对分数，其计算公式如下：

(0.5')/W S P P =+?

其中P 代表模型所承受的悬臂端恒载值（N ），'P 代表模型所承受的B 点处最大跨中荷载（N ），W 代表模型自重（N ）；再将S 值为最大（记Smax ）的模型定为满分（60分），其余模型的分数按（S 2=60×S/Smax ）计算。

注：

(1) 以上A-D 各项得分相加，分数最高者优胜。

(2) 前2项均在加载前评毕：模型尺寸、构造及材料等不符合竞赛要求的，或参赛过程中有其他违规行为的将不进入加载试验阶段；各分项得分取实际到场评委评分去掉一个

最高分和一个最低分后的平均分。

附加载装置图：

附件一：大连市第十届大学生结构设计竞赛封面

承受正负弯矩梁的设计理论方案

作品名称

参赛学校

参赛队员、、

专业名称、、

指导教师

大连市大学生结构设计竞赛组委会

二○一五年

附件二：加载仪器实物图片（尚缺）

全国大学生结构设计竞赛赛题

第六届全国大学生结构设计竞赛赛题 1．命题背景吊脚楼是我国传统山地民居中的典型形式。这种建筑依山就势，因地制宜，在今天仍然具有极强的适应性和顽强的生命力。这些建筑既是我中华民族久远历史文化传承的象征，也是我们的先辈们巧夺天工的聪明智慧和经验技能的充分体现。重庆地区位于三峡库区，旧式民居中吊脚楼建筑比比皆是。近年来的工程实践和科学研究表明，这类建筑易于遭受到地震、大雨诱发泥石流、滑坡等地质灾害而发生破坏。自然灾害是这种建筑的天敌。相对于地震、火灾等灾害而言，重庆地区由于地形地貌特征的影响，出现泥石流、滑坡等地质灾害的频率更大。因此，如何提高吊脚楼建筑抵抗这些地质灾害的能力，是工程师们应该想方设法去解决的问题。本次结构设计竞赛以吊脚楼建筑抵抗泥石流、滑坡等地质灾害为题目，具有重要的现实意义和工程针对性。 2．赛题概述本次竞赛的题目考虑到可操作性，以质量球模拟泥石流或山体滑坡，撞击一个四层的吊脚楼框架结构模型的一层楼面，如图2.1所示。四层吊脚楼框架结构模型由参赛各队在规定的时间内现场完成。模型各层楼面系统承受的竖向荷载由附加配重钢板实现。主办方提供器材将模型与加载装置连接固定（加载台座倾角均为o 30θ=），并提供统一的测量工具对模型的性能进行测试。图2.1.第六届全国大学生结构设计竞赛赛题简图配重1M 配重2M 配重2M 后固定板前撞击板螺杆钢底座钢架A 钢架B 不锈钢半圆滑槽模型部分（含部分加载装置）加载台座 θ θ 加速度传感器螺杆硬橡胶

3．模型要求图3.1.模型要求示意图图 3.1模型设计参数取值表 q o 30 0L 20cm > —— H 1cm 99± L < 24cm —— q 配重1M 配重2M 配重2M 前撞击板后固定板底板模型平面尺寸要求示意图要求平整，且与前撞击板端头有效接触面积不小于22cm 要求平整，且与后固定板端头有效接触面积不小于22cm 底板示意图允许固定区域硬橡胶

结构设计大赛心得

结构设计大赛心得依稀记得第一次接触结构设计大赛在我们的力学课上，当时的任课老师一再地强调这个比赛对我们自身以及学院的重要性，还特别地说此次比赛是首次允许新生参加，鼓励我们积极参与其中。对于我们2010级新生来说，理论上的知识当然比不上那些学长学姐了，更别提实际操作经验了，然而参加这个比赛必定是要投入大量的人力物力的，有很大的可能到最后换来的不会是奖牌。但是我们2010级新生骨子里有着初生牛犊不怕虎的精神，就算再累再苦，我想我们也会坚持下去的。为培养大学生的创新思维﹑实际动手能力和团队协作精神，增强大学生的实践与工程结构设计能力，丰富校园活动、学术氛围，促进大学生互相交流与学习，同时，为提高工科类学生对力学学习的兴趣，开拓学生的视野，激发学生对结构力学问题的探讨，提高力学知识水平以及创新能力。一开始我们组队的时候就出现许多问题，到底是同专业的人一起组队呢，还是选择外班的人。随着我们模型制作工作的推进，类似这样琐碎的小问题不断地出现，真的，有那么一瞬间有想过要放弃，但是看着团队的成员们在苦苦思索解决问题的办法时，再想想当时我们决定要参加比赛时的雄心壮志，只要我们相信自己，我们一定能行。在制作过程中让我印象最深刻的一次是我们在做加载盒的底部时，没有考虑全面，导致加载盒的质量过重了。那个时候这真的像是一盆冷水浇到了我们头上，当时因为还有多的材料，我们有打算重新做一个加载盒的意向，因为大家意见不一致，最后小组成员开会后决定，只能靠砂纸把底部木片交接的地方磨薄。考虑到时间这个因素，这真的是个浩大的工程呢，我觉得在那次以后大家更加团结了，我们似乎看到了希望的曙光。虽然大赛已经过去了有些日子了，但是我仍然记得我们在制作模型时的酸甜苦辣，记得模型刚制作完成时的欢呼雀跃，记得那次加载时它的坚强挺立，记得拆卸它是眼眶里浓浓的不舍…… 一路坚持下来，我们取得了一点成绩，是信念在支撑着我们做事，这点在队长的身上体现地淋漓尽致，一旦被激发起斗志，我也是个不服输的人，现在仍然很清楚地记得省赛选拨时我们三个是怎样凭着一股韧劲儿在一个星期的时间里让模型有了质的飞跃，那种为了目标竭尽全力的干劲儿只有亲身体会的人才懂得其中的乐趣。我的秘籍——坚持！就模型比赛本身而言，可以简单概括为：多想，多做，多问，遇到困难措手不及也绝不放弃最初的目标。努力的过程是自己的，结果是别人给的。人越自信就越宽容，眼界越开阔就越能客观理智地看待问题解决问题。我非常喜欢一句话：这个世界上没有任何人任何事是事先为你准备好的。它告诫我世间万物瞬息万变，纵然发现自己拥有很多，也必须时刻抱有危机意识，激励自己保持一颗上进的心，不断进取，对人对物皆如此，好在其中不变的是你能够掌控自己。逆水行舟，不进则退。知足常乐，但决不安于现状！英语邮箱jianzhu10_english@https://www.360docs.net/doc/0e13609181.html, 密码jianzhu10

第二届“中联杯”全国大学生建筑设计方案竞赛获奖结果公告

第二届“中联杯”全国大学生建筑设计方案竞赛获奖结果公告为了繁荣建筑创作，提高建筑专业大学生的设计能力和综合素质，促进青年人才的成长，中国建筑学会与全国高等学校建筑学专业指导委员会、中国联合工程公司在去年成功举办第一届“中联一等奖杯”全国大学生建筑设计方案竞赛的基础上，今年举办的第二届“中联杯”全国大学生建筑设计方案竞赛又创出佳绩。本次竞赛至2010年10月20日截稿之日，共收到包括香港地区在内的全国26个省、自治区、直辖市100多所高校报送的746项作品，创近年来新高。第二届中联杯评选工作于2010年12月23日在杭州进行，评审委员会由中国工程院院士何镜堂，全国建筑设计大师韩光宗、何玉如、郭明卓，中国建筑学会秘书长周畅，全国高校建筑学科专业指导委员会主任仲德崑，以及清华大学、同济大学、哈尔滨工业大学、天津大学、重庆大学、西安建筑科技大学等著名院校建筑学院的院长、副院长等十三位专家组成，何镜堂院士任评审工作委员会主任。评审工作自始至终坚持“公开、公正和公平”的评选原则，通过评委会多轮的投票筛选，共选出107项入围作品，其中包括一等奖2项，二等奖5项，三等奖10项以及优秀奖90项。对于此次参赛作品的综合水平，评委们给予了极高的评价，不论是从参赛数量还是作品质量，相对于去年都有了一个较大的提升。以“我的城市，我的明天”为主题的746份作品，以不同的创作手段，不同的表现方式，体现出年轻设计者对中国城市发展中的焦点问题的关注，同时也具有一定的探索未来的意义。对于今年部分作品中体现的环保与绿色建筑的思想，也反映了我国建筑教育的一大进步。对于“中联杯”的两次成功举办，评委们给予了很高的肯定与期望，希望它能成为建筑学大学生的一个“品牌”，成为学生放飞思想、释放创意的一个良好平台，为推动建筑学的发展做出贡献。获奖人员及项目名单详见附件。附件：第二届“中联杯”全国大学生建筑设计方案竞赛获奖结果中国建筑学会中国联合工程公司011年1月30日

第十届全国大学生结构设计竞赛赛题

第十届全国大学生结构设计竞赛赛题大跨度屋盖结构随着国民经济的高速发展和综合国力的提高，我国大跨度结构的技术水平也得到了长足的进步，正在赶超国际先进水平。改革开放以来，大跨度结构的社会需求和工程应用逐年增加，在各种大型体育场馆、剧院、会议展览中心、机场候机楼、铁路旅客站及各类工业厂房等建筑中得到了广泛的应用。借北京成功举办2008奥运会、申办2022冬奥会等国家重大活动的契机，我国已经或即将建成一大批高标准、高规格的体育场馆、会议展览馆、机场航站楼等社会公共建筑，这给我国大跨度结构的进一步发展带来了良好的契机，同时也对我国大跨度结构技术水平提出了更高的要求。 2总体模型总体模型由承台板、支承结构、屋盖三部分组成(图-1) 加载区域图-1模型三维透视示意简图 2.1承台板承台板采用优质竹集成板材，标准尺寸1200mm>800mm，厚度16mm，柱底平面轴网尺寸为900mm>600mm，板面刻设各限定尺寸的界限：

(1)内框线：平面净尺寸界限，850mr> 550mm；

（2）中框线：柱底平面轴网（屋盖最小边界投影）尺寸，（3）外框线：屋盖最大边界投影尺寸， 1050mm X750mm 承台板板面标高定义为土 0.00。 2.2支承结构仅允许在4个柱位处设柱（图-2中阴影区域），其余位置不得设柱。柱的任何部分（包括柱脚、肋等）必须在平面净尺寸（850mmx 550mm ）之外，且满足空间检测要求。（即要求柱设置于四角175mm 125mm 范围内。）柱顶标高不超过+0.425 （允许误差+5mm ），柱轴线间范围内+0.300标高以下不能设置支撑，柱脚与承台板的连接采用胶水粘结。 2.3屋盖结构屋盖结构的具体形式不限，屋盖结构的总高度不大于 125mm （允许误差 +5mm ），即其最低处标高不得低于0.300m ，最高处标高不超过0.425m （允许误差 +5mm ）。平面净尺寸范围（850mmx 550mm ）内屋盖净空不低于300mm ，屋盖结构覆盖面积（水平投影面积）不小于900X300mm ，也不大于1050X750mm ,见图-3。不需制作屋面。屋盖结构覆盖面积（水平投影面积）不小于900>600mm ，也不大于 1050X750m m 。但不限定屋盖平面尺寸是矩形，也不限定边界是直线。屋盖结构中心点（轴网900X300mm 的中心）为挠度测量点。 2.4剖面尺寸要求模型高度方向的尺寸以承台板面标高为基准，尺寸详见图 -4、5。 900mm >600mm ； (I ； ② 图-2承台板平面尺寸图、柱脚内界口 g □ Trfrii?尺寸范应（85Gi550} 〔柱脚不睜进入谀范柱位 12UW

结构设计大赛设计说明书

目录设计说明书 1、方案构思 (2) 2、结构选型 (2) 3、材料性能 (2) 4、特色处理 (4) 5、结构分析图 (4)

1、方案构思仔细阅读完竞赛赛题，我们从模型设计的要求、模型制作材料的性能、加载形式和制作方便程度等方面出发，进行构思设计。确定设计竖向荷载80kg，考虑到压杆长细比限制、拉杆的抗撕裂能力、竹皮纸的受拉性能、制作模具等因素，竖向荷载较容易满足，但对于水平冲击荷载和扭转变形，杆件需要较大的刚度，要有很好的抗折、抗扭效果。（1）本结构主要构思是想利用两根直柱和四根斜柱的轴力来直接抵抗荷载的作用。（2）设计的总原则是：尽可能的利用直杆来提高结构的承载力，并利用木材的抗拉性能，及抗压性能来抵抗荷载的作用。 2、结构选型按设计要求，在加载参赛人员的情况下主要考虑竖向荷载，由于人员会产生抖动，还必须考虑水平动荷载的作用；因此，我们选择了正面为梯形侧面为的刚架结构，并且在所有节点处采用刚性连接，使结构具有较好的整体性，以便承受较大的竖向荷载和水平冲击荷载作用。同时考虑到在初赛中结构的不稳定性，对此我们将在冲击面的两根主柱两侧加呈三角形的加筋肋支撑，一方面可以加强结构两侧的稳定性，一方面可以抵抗一部分水平冲击荷载带来的影响。再者对于初赛中出现最多的问题，加载时，受拉杆件挠度过大，且节点破坏较严重，我们在新的结构里加强了杆件的强度和节点的刚性处理。

3、材料性能竹皮纸作为模型材料，其力学性能特点是受拉性能良好，抗撕裂能力较差，抗压稳定性差。将纸裁剪成矩形并用502胶水粘结后，可承受一定的压力，但受长细比的限制，多为压杆失稳状态的受力破坏，可承受一定弯矩。 502胶水的粘接性能：通过对用胶水对接的杆件进行拉伸，可知：502胶水强度较高，凝结时间为4h的试件在接触面被划开破坏，而8h 和12h试件都为接触面处木条表层脱落破坏，因此可确定此胶水强度很高并且在一定力值范围内变形小足以用于粘结料。竹材材料规格及数量竹材力学性能参考值：弹性模量1.0×104MPa，抗拉强度60MPa。（1）502胶水，用于模型结构构件之间的连接。（2）制作工具：美工刀，钢尺，三角板，砂纸，锉刀。分析结果：

黄祖慰-第五届全国大学生结构设计竞赛总结(技术版)

第五届全国大学生结构设计竞赛总结（技术版）黄祖慰20080537 5th国赛的作品，是总结了4th国赛的失败教训，以降低模型量为重点的模型设计和制作成果。我们通过不懈努力，终于到达了目标。在这次比赛中，我们研究出了一些先进的模型设计和制作技巧和积累了更多的设计和制作的经验。在此，我将通过模型从无到有的整个过程进行具体的介绍。一、研读赛题读懂题目在结构设计竞赛中是一个最基本的要求，要做到对赛题的点点滴滴熟记于心，并且从规则中发掘模型设计的切入点。要想获得大奖，就要对题目认真分析；努力寻找漏洞显得相当重要，是一条迈向成功的捷径。在本次结构设计竞赛模型中，整体铁块，虚悬挑梁等都是针对题目漏洞而设计的，为模型重量的减轻做出了重要贡献。二、准备制作工具所谓公欲善其事必先利其器，要想做好一个模型，一套好的工具是必须的。在制作模型初期，选手可以采用非比赛指定工具来制作模型。虽然赛题中已经明确规定了制作工具，但是由于提供工具的局限性，有些很好的想法不能够在模型上做出来。我的建议是，先使用的工具，把想法尽可能表现出来，等到模型初步定型后，再使用比赛指定工具，寻求达到同样效果的模型的制作

方法。为了提高制作精度，画线笔可采用0.38mm的水笔。三、研究材料特性所谓知自知彼方能百战不殆，在制作模型之前，必须先对材料进行分析，了解材料的特性，由此得知材料的实际力学性质和可加工性质。下面我就罗列我对本次比赛的复压竹皮、竹制底板和502胶水的性质研究的一些心得： 1、复压竹皮在顺纹路方向存在连续纤维，利于受拉。但是顺纹容易被撕裂。 2、规格为0.2mm的竹皮为单层竹皮，应注意竹皮上存在的竹节的薄弱点，应尽量避开；此种竹皮，一面为光面，一面为毛面，粘贴时，光面的粘接速度要快于毛面，但是最终粘接紧密性毛面为优。使用单层竹皮作为拉杆，存在风险，北京交通

结构设计说明书

结构设计说明书一．工程概况及结构布置本工程为框架-剪力墙结构，设防烈度为8度，抗震等级：二级，地上5层。二．建筑结构的安全等级及设计使用年限：建筑结构的安全等级：二级；建筑抗震设防类别：丙类；设计使用年限：50年三．自然条件 1.风荷载基本风压：Wo=0.45kN/m2 地面粗糙度类别：B类 2.抗震设防有关参数拟建场地地震基本烈度：8（0.20g）度；设计地震：第一组；抗震设防烈度：8度；抗震等级：二级；建筑场地类别：Ⅱ类四．本工程±0.000相当于绝对标高41.500m 五．本工程设计所遵循的标准、规范、规程 1.《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB 50068-2001） 2.《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2001(2006版)） 3.《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010） 4.《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010） 5.《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002） 6.《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》（11G 101-1）

7.《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002） 8.《钢筋混凝土连续梁和框架考虑内力重分布设计规程》（CECS51：93） 9.《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》（11G 101-2） 10.《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》（11G 101-3）六．主要结构材料 1.钢筋：d<10mm时，为HPB300级钢筋 d>12mm时，为HRB335级钢筋 2.混凝土 1)外墙混凝土应采用防水混凝土，设计抗渗等级为不低于P8级，坍落度＞14cm。 2)混凝土耐久性规定

大学生结构设计大赛指导

大学生结构设计大赛指导大连民族学院土木建筑工程学院二OO八年十月

目录一结构设计大赛的意义及背景 (1) 二结构设计大赛的题目 (2) 三采用的材料及其性能 (5) 四评分办法 (6) 五方案的确定及理论分析 (8) 六制作技巧 (9) 七往届大赛的题目及作品介绍 (13)

一、结构设计大赛的意义及背景：结构设计大赛是一项极富创造性，挑战性的科技竞赛。它旨在通过对所学知识的综合运用和团队精神，提高同学的动手能力与思维能力，突出创新精神，加强同学之间的合作与交流，培养团队精神，丰富同学的课余生活。通过结构设计大赛可以很好地将课堂理论与实际工程紧密结合起来，培养大学生的设计与计算能力，全国性大学生结构设计竞赛已被教育部列为大学生9项科技竞赛之一。2005年，由国家教育部高等教育司和中国土木工程学会教育工作委员会联合主办，在浙江大学举行了全国第一届大学生结构设计竞赛，比赛的题目是：“高层建筑结构模型的制作和加载试验”。全国第二届大学生结构设计竞赛将于2008年10月由大连理工大学承办，竞赛题目是：“两跨两车道桥梁模型的制作和移动荷载作用的加载试验”。 2007年5月，由辽宁省教育厅高教处主办，由大连理工大学承办了第一届辽宁省大学生结构设计竞赛，竞赛题目是：“承受运动荷载的桥梁结构模型设计”，我校获得了二等奖1项，三等奖2项，并获得最佳结构奖和最佳组织奖。同时，我校在历届大连市大学生结构设计竞赛中都获得了非常好的成绩。刚刚结束的第四届大连市大学生结构设计竞赛的题目是：“两跨双车道桥梁结构模型设计、制作和移动荷载作用的加载试验”,与全国第二届大学生结构设计竞赛的题目相同，我校获得了一等奖1项，二等奖1项，并获得3项优秀奖及最佳组织奖。我校为丰富校园学术氛围，提高学生的创新设计能力，也已举办过3届结构设计大赛，同学们踊跃参加，收到了很好的效果。

大学生结构设计竞赛一

大连理工大学第十二届结构设计说明书作品名称龙门吊

目录一、概念设计 (2) （一）方案构思 (2) （二）结构选型方案比较 (2) 1.设计方案1 (2) 2. 设计方案2 (4) 3. 设计方案3 (5) （三）最终方案详述 (6) 1.整体结构设计 ....................... . (6) 2.详细设计 (7) 3.设计图纸 (8) 二、计算设计 .............................................................................................. (10) （一）静力分析 ..................................................................................... ..10 （二）基本假设 ..................................................................................... ..13 （三）荷载分析 (13) （四）位移分析 (13) （五）承载能力的优化与极大值估算 (15) 三、构造设计 (16) 四．小结 (18)

一、概念设计（一）方案构思本次设计竞赛主要有三个方面的技术要求: 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（鞋底线）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，并在赛会中通报。 ②模型轮廓尺寸限定模型正立面投影限制在如图1所示阴影范围内；侧立面投影限制在图2所示阴影范围内。提交模型时，参赛学生应使用赛会的固定装置、模型验收模具进行试安装，以确认模型符合尺寸要求，并取得参赛资格。此外，为保证能够在模型上表面施加移动荷载，模型的上表面应具备足够的硬度及平整度。 ③模型柱脚锚固构造为保证模型能可靠地锚固于加载试验装置台面，制作模型时，严格按照赛会规定限位器的尺寸制作模型柱脚。（二）结构选型方案比较框架结构是指由梁和柱以刚接结或者铰结相连接构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的荷载。本次结构设计大赛为正是以框架结构的设计为背景，承受较大竖向荷载，基于这些原则，我们做

第三届全国大学生结构设计竞赛

第三届全国大学生结构设计竞赛赛题第三届全国大学生结构设计竞赛委员会 2009.9.24

一、竞赛模型定向木结构风力发电塔（如图），塔身高800mm，叶片（数量不限）组成的 A A-A 二、模型介绍 1.塔身塔身为竞赛主结构，需满足以下要求：（1）塔身高800mm，顶点高度实际误差不大于±3mm。塔身外形不影响叶轮运转，塔身水平截面的外轮廓为正多边形或圆形；（2）具有足够的承载能力；（3）具有规定的刚度；（4）与塔顶标准发电机底座连接可靠；（5）与塔底标准底座连接可靠。 2.叶片和叶轮安装完成后，叶轮外轮廓直径不得大于800mm。三、装置说明 1.发电机

发电机采用CFX-03型标准发电机，质量4470g，底板及立面详见附图。2.风叶连接件连接件质量300g，详见附图。 3.发电功率测量系统发电功率测量系统由导线、负载、功率计组成。导线所受风力不能传递到塔身，由支架承受。 4.鼓风机相关参数见下表名称新型节能低噪声轴流风机型号SF7-4 厂家上海金蓝机电设备成套有限公司功率3kW 转速1400n/min 风量2500m3/h 风速23m/s 全压力340Pa 经实测，风叶连接件（距鼓风机1m处）的风速参考值如下：档位风速（m/s） W1 4.0 W2 6.8 W3 9.0 5.塔架安装底盘详见附图。 6.塔脚与安装底盘连接螺栓：重量2g/套。四、材料及制作工具 1.木材（1）尺寸：长度1000mm，截面有50mm×1mm、2mm×2mm、2mm×6mm、6mm×6mm；（2）性能参考值：顺纹弹性模量1.0×104MPa，顺纹抗拉强度30MPa。2.胶水：502。

结构设计竞赛模型制作的方法与技巧

结构设计竞赛模型制作的方法与技巧介绍了结构设计竞赛概况和竞赛用材料与工具。从结构选型、构件设计、模型节点处理三方面，介绍了结构设计竞赛中模型制作的方法与技巧。并针对竞赛中常见问题进行了解析。标签：结构设计竞赛;结构模型;模型制作;土木工程 1 结构设计竞赛概况土木工程有着悠久的历史，其专业综合性强，涉及学科面广，基础要求高。学科竞赛是培养专业人才创新能力的重要平台。竞赛旨在培养大学生的学习能力、沟通能力、组织能力、团队协作能力、创新能力和实践能力，提升大学生的综合素质，从而进一步提高本科生培养和教学质量。目前赛事主要有全国大学生结构设计竞赛及各省市大学生建筑结构设计竞赛。对于培养大学生的创新意识、合作精神，提高大学生的创新设计能力、动手实践能力和综合素质，加强高校间的交流与合作起到重要作用。结构设计竞赛的内容通常为给定某种材料，要求在规定时间内设计并制作出一个结构，通过加载试验，综合考虑各项因素决出获奖等级。模型材料一般为以竹皮或白卡纸居多，并辅以胶水、线绳等。制作的结构形式有建筑、桥梁等。评分内容一般包含方案设计、理论分析、模型制作、作品介绍与答辩以及模型加载实验等方面。结构加载类比赛，一般在相同加载条件下，结构模型质量轻者获胜或模型加载位移与模型质量综合评判。 2 材料与工具结构设计竞赛用材料有竹材或白卡纸。本文仅讨论竹材。2018年全国大学生结构设计竞赛竹材规格及用量见表1。竹材参考力学指标见表2。表2 竹材参考力学指标制作工具有：502胶水、砂纸、切割刀、直尺、三角尺、量角器、铅笔、橡皮擦、镊子、橡胶手套等。砂纸打磨杆件端部，获得所需要的杆件精确尺寸，打磨杆件节点处接触面以增加接触，打磨时需谨慎打磨，勿露出竹皮丝状物。铅笔、直尺在竹皮上绘制杆件平面设计图。切割刀切割修剪竹皮。为防止胶水粘手，可用镊子夹持细小构件，使用橡胶手套防护双手，也可以用胶布缠绕指尖。 3 模型设计与制作模型选型原则为“大胆假设，小心求证”。假设时，须防止赛题示意图的模型束缚思路，也不得被常见模型约束，应勇于借鉴创造。求证时，须运用相关力学

第五届全国大学生结构设计竞赛赛题

第五届全国大学生结构设计竞赛赛题：带屋顶水箱的竹质多层房屋结构一、竞赛模型竞赛模型为多层房屋结构模型，采用竹质材料制作，具体结构形式不限。模型包括小振动台系统、上部多层结构模型和屋顶水箱三个部分，模型的各层楼面系统承受的荷载由附加铁块通过实现，小振动台系统和屋顶水箱由承办方提供，水箱通过热熔胶固定于屋顶，多层结构模型由参赛选手制作，并通过螺栓和竹质底板固定于振动台上，图1给出了一示意性结构图。图1 模型示意图二、模型要求 2.1几何尺寸要求 (1) 底板：多层结构模型用胶水固定于模型底板上，底板为33cm×33cm×8mm的竹板，底板用螺栓固定于振动台上。 (2) 模型大小：模型总高度应为100cm，允许误差为±5mm。总高度为模型底板顶面至屋顶(模型顶面)上表面的垂直距离，但不包括屋顶水箱的高度。模型底面尺寸不得超过22cm ×22cm的正方形平面，即整个模型需放置于该正方形平面范围内，模型底面外轮廓与底板边缘应有足够的距离以保证螺栓能顺利紧固。 (3) 楼层数：模型必须至少具有4个楼层，底板视为模型第一层楼板。除第一层以外，每层楼面范围须通过设置于边缘的梁予以明确定义。 (4) 楼层净高：每个楼层净高应不小于22cm。楼层净高是指该楼层主要横向构件顶部

与其相邻的上一楼层主要横向构件底部之间的最小距离。若底板上设置有地梁，则第一层净高需自地梁顶部开始计算；若无地梁则从底板顶面开始计算。柱脚加劲肋、隅撑及其他外立面构件不影响计算楼层净高。 (5) 使用功能要求：楼层应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。模型底层所有方向的外立面底部正中允许各设置一个12cm×12cm(高×宽)的门洞。 (6) 楼层有效承载面积：楼层范围为各承重分区最外围楼层梁构件所包络的平面，不包括模型内部核心筒区域。在楼层范围内与楼面构件直接接触的铁块的覆盖面积定义为楼层有效承载面积，模型的总有效承载面积应在600cm2至720cm2的范围之内，且每个楼层的有效承载面积不得小于25 cm2。模型顶面为平面，应满足安全放置水箱的要求。图2 模型立面示意图(单位：mm) 图3 模型底板示意图(单位：mm) 2.2模型及附加铁块安装要求 (1)利用热熔胶将附加铁块固定在模型除底层以外的各个楼层的楼面结构上，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) 提供大、小两种规格铁块。大铁块长、宽、高约分别为12cm、6cm与3.2cm，重量为1800g。小铁块的长、宽、高约分别为6.0cm、4.5cm与3.2cm，重量为675g。由于加载设备限制，模型中附加铁块总重量不得超过30kg。

结构设计说明书模板

西南科技大学第十五届结构设计竞赛（建工组）渡槽支承系统结构模型设计及制作案设计说明书作品名称驻华而立参赛编号001 参赛队员三四五提交类型终稿

二○一八年四月摘要我国是一个水资源短缺的，且水资源时空分布不均匀。总体来看，时间上，夏秋多、冬春少；空间上，南多、北少。在这种情况下，我国利用空间渡槽支承系统结构架起了输水管道，将南相对充沛的水资源运往北，这是我国解决水资源匮乏问题的法之一。本次结构设计竞赛制作的模型结构就是渡槽支承系统结构，此模型结构要求输水管应经过相隔一米的A、B两个灌溉点，其余结构自定义。基于本赛题要求，我们合理设计了强度大、挠度小、同时兼顾稳定性的结构体系。总体案采用桥梁大跨度与普通跨度结合的设计，梁体设计在大跨处采用弦设计。普通跨度处采用拉式多跨支撑及连续格构柱支撑的案，桥墩设计采用格构柱及“V”型门架设计，“V”型门架与承台板用螺钉连接，为拉紧拉条提供支点，中部格构柱用于支撑输水管。最后一段桥梁采用三个格构柱连续支撑的设计式，可灵活应变输水管长度不均，最后一段自然弯曲角度大等问题。模型整体均利用竹皮良好的抗拉性能，如此设计可以保证在较小质量的状态下保证结构的强度、刚度和稳定性。在概念设计后经多次有限元分析计算、实体模型的试验和构件的不断优化，确定了具有较佳荷重比的模型。本计算书主要从结构案、结构建模及受荷分析、节点构造、模型制作4个部分进行阐述。通过有限元分析程序Midas civil对模型进行了静力分析，结果表明所用结构体系具有较强的承载力和良好的稳定性能，在满足大跨度要求下成功抵御竞赛给定的静载作用。关键词：渡槽支承系统静力分析Midas civil分析

结构设计大赛之桥梁模型设计

结构设计大赛之桥梁模型设计戴洁 (广东交通职业技术学院，广东广州510650) 摘要：文中从结构设计大赛的模型要求及比赛加载方式分析入手，提出桥梁模型的设计方案构思，选择结构方案．并进一步对模型进行了强度、刚度和稳定性受力分析。试验证明本次设计制作的桥梁模型非常坚固，承受极限荷载接近于封顶值50 kg。 1桥梁模型设计 1．1模型要求及加载方式分析结构设计大赛拟设计桥梁结构模型。桥梁结构模型设计尺寸要求为：桥面总长l 000 mln；桥面高不低于120 toni：桥面总宽160～180rnITl；桥面净空高度不小于200 toni：最大跨径不小于400 mm。尺寸要求体现了桥梁设计的桥下净空和桥面净空等功能要求。比赛加载方式为动静载结合方式，初赛要求徒手将一辆l5 kg的小车从桥头拉至最大跨的跨中位置．并在该位置停留不少于5 S 然后拉到桥部。模型不至于失效方可进入决赛。决赛采用跨中集中力加载方式，初始荷载为20 ，荷载增加梯度为5 k 次，封项荷载为50 。每次加载后停留5 S。模型不失效即加载成功。模型不失效的标准：模型强度足够、不失去整体承载力：模型跨中挠度不超过l5 mm。小小桥模型须承受l5～50 kg的重量，由此带来的跨中弯矩较大，承载亦不易。但更

难控制的还是弯曲变形，挠度不超出15 mln即要求模型具有足够的抗弯刚度。 1．2材料分析参赛的结构模型要求采用组委会统一提供的绘图纸、棉线和乳胶。主体材料为绘图纸．辅助材料为棉线和乳胶。单张的绘图纸只能承受少量拉力，不能作为受弯、受压构件，即使多张绘图纸叠放具有抗弯强度．也不能提供足够的抗弯刚度。要使纸构件提供足够的强度和刚度．一种方法将纸卷成圆柱形．作成圆形梁和圆形柱：另一种方法将纸张切片叠成一定厚度并粘在一起．作成一定高度的薄梁．可以用作桥面的抗弯构件。但从整体结构上必须布置成纵、横梁网格系。棉线抗拉能力强，不能受压．只能用来做受拉构件，吊(拉)桥面或捆绑节点，增强节点强度。白乳胶主要起粘结作用。 1．3结构选型与方案构思鉴于比赛的加载重量大。且挠度变形量控制严格，桥型结构不能采用单一的梁桥、拱桥、悬索桥，而必须采用组合体系桥梁。为使桥面平整，便于行车，主体结构采用梁式桥型。为了增强模型的整体抗弯强度和抗弯刚度．布置斜拉杆(索)或垂直吊杆(索)。用卷成圆柱形的纸杆作为刚性斜拉杆或吊杆．节点用棉线捆绑牢固，做成类似斜拉桥的板拉桥刚性拉杆。桥面下可用拱形结构支撑桥面．也可以采用桥墩加斜撑辅助支撑桥面。拱形结构受力合理．但制作困难。下部结构主要采用实心的圆柱形纸杆作桥墩．由于直径有限(直径大时耗材多)，难以保证桥墩的稳定性，而空心纸卷制作起来有困难．也不能提供足够的抗压强度，所以桥墩结构上必须加强各杆件的横向联系．以增强桥梁的整体稳定性。主孔纵向设计为梁式桥结合“A” 型塔斜拉桥。主

模型结构设计说明书

土建学院第三届结构模型大赛参赛模型简介土木工程与城市建设学院 2012

一、桥型选择依据根据竞赛规则要求，我们从模型制作的材料抗压特性，单向简谐动载加载形式和静力加载大小要求等方面出发，结合节省材料，经济美观，承载力强等特点，采用比赛提供的木条和木板，铁丝与铁钉设计制作了空间桁架结构模型。模型主要承受竖直荷载，竖直荷载较容易满足，但是对水平动载对结构的刚度要求较高，同时要求结构有较强的抗剪能力，因此选择梯形为主体结构框架，以三角形具有较强的稳定性作支撑，这样受力均匀简单，仅受轴力，便于木材与铁丝性能的发挥。二、桥梁承载力计算根据本次比赛的加载规则，加载荷载为结构顶部竖向静力荷载，考虑到结构尺寸所能承受荷载的能力，需对本结构进行受力分析，根据疠，b为宽度，h为高，当h 越高时，结构抗弯矩就越大。所以可得1、9两水平杆主要是抗弯矩，2、3、5、7、8杆主要是受压，4、6铁丝主要是受拉。三、桥梁模型制作过程对模型结构的受力分析、最后确定结构上平面为边长640mm、底面边长为1280mm、竖直杆高度为320mm,内部采用空间相似三角形桁架结构加强稳定性。

通过对设计分析、用PKPM软件模拟出结构受力变形位移图经过团队的共同努力下，进行多次试验后得出来最终的结构，它凝聚了我们所有的试验所得的经验。四、桥梁细节处理节点设计：主体框架结构相交的节点由于杆的倾斜在加动载和静载时会引起较大

的剪力，在连接时用铁钉锚固，内部斜梁主要受拉，在相交时采用铁丝连结，增大节点强度和刚度。节点详图：五、模型制作心得体会这次模型结构设计大赛让我知道了学习任何知识，仅理论上去求知，而不去实践、探索是不够的，所以这次模型设计不仅是检验我们专业知识水平很好的机会，也是为我们提供了一次宝贵的实践机会，在模型设计和制作过程中，我们不仅对所学的土木工程材料、材料力学、理论力学、结构力学等知识有了很深一步认识，而且还提高了自己的动手能力。同时我也深刻的认识到，这样一个看试简单的东西绝对不是一个人能设计并制作出来的，我真切的认识到了团队合作的力量。多一个人就多一个思路，我们应该向身边每一个人虚心学习，这次模型设计让我体会到了团队合作的快乐，善益良多。

结构设计经验的总结

十年结构设计经验的总结 1.关于箱、筏基础底板挑板的阳角问题： (1).阳角面积在整个基础底面积中所占比例极小，干脆砍了。可砍成直角或斜角。　(2).如果底板钢筋双向双排，且在悬挑部分不变，阳角不必加辐射筋，谁见过独立基础加辐射筋的？当然加了也无坏处。　(3).如果甲方及老板不是太可恶的话，可将悬挑板的单向板的分布钢筋改为直径12的，别小看这一改，一个工程省个3、2万不成问题。 2.关于箱、筏基础底板的挑板问题： (1).从结构角度来讲，如果能出挑板，能调匀边跨底板钢筋，特别是当底板钢筋通长布置时，不会因边跨钢筋而加大整个底板的通长筋，较节约。 (2).出挑板后，能降低基底附加应力，当基础形式处在天然地基和其他人工地基的坎上时，加挑板就可能采用天然地基。必要时可加较大跨度的周圈窗井。 (3).能降低整体沉降，当荷载偏心时，在特定部位设挑板，还可调整沉降差和整体倾斜。 (4).窗井部位可以认为是挑板上砌墙，不宜再出长挑板。虽然在计算时此处板并不应按挑板计算。当然此问题并不绝对，当有数层地下室，窗井横隔墙较密，且横隔墙能与内部墙体连通时，可灵活考虑。 (5).当地下水位很高，出基础挑板，有利于解决抗浮问题。 (6).从建筑角度讲，取消挑板，可方便柔性防水做法。当为多层建筑时，结构也可谦让一下建筑。 3.关于箍筋在梁配筋中的比例问题(约10~20%)：例如一8米跨梁，截面为400X600，配筋：上6根25，截断1/3，下5根25，箍筋：8@100/200(4),1000范围内加密。纵筋总量： 3.85*9*8=281kg,箍筋：0.395*3.5*50=69,箍筋/纵筋=1/4, 如果双肢箍仅为1/8，箍筋相对纵筋来讲所占比例较小，故不必在箍筋上抠门。且不说要强剪弱弯。已经是构造配箍除外。 4.关于梁、板的计算跨度：一般的手册或教科书上所讲的计算跨度，如净跨的1.1倍等，这些规定和概念仅适用于常规的结构设计，在应用日广的宽扁梁中是不合适的。梁板结构，简单点讲，可认为是在梁的中心线上有一刚性支座，取

结构设计大赛经验浅谈

结构设计大赛经验浅谈摘要：结构设计大赛是各参赛人员学以致用、展示综合素质的平台。一件出色的作品，必然是建立在充分理解设计要求、丰富的理论知识以及精细的制作的基础上。本文以“登峰杯”全国中学生结构设计竞赛为载体，从结构选型、截面选择、节点处理、结构优化等四方面阐述了一般结构设计大赛作品的创作思。关键词：结构设计大赛；结构选型；截面选择；节点处理；结构优化 0 前言 “登峰杯”结构设计大赛是面向全国中学生的一项比赛活动，每年举办一次。其全面学习了全国大学生结构设计大赛的赛事的相关组织经验，邀请了来自上海交大、清华大学等高等学府的教授作为专业评委。大赛以打造青少年结构设计的创新平台，培养中学生的创新意识、合作精神、动手实践能力和综合素质为目的。 1 赛题简介 1.1 材料根据比赛规则，各个比赛队伍需严格按照赛题的要求，使用承办方统一提供的模型制作材料以及模型制作过程中需要用到的相关制作工具。且，在限定的时间内设计及制作出一个结构模型，然后进行加载评测。制作结构的主材为桐木，其质地较脆，抗折性能很差，轴心受拉受压性能较好。 1.2 模型设计要求本次比赛要求制作一个空间结构模型，安装在加载装置上，用于抵抗竖向静力荷载和动力荷载，其中静载为15kg，分5级加载；动载通过一块2kg钢砝码，在其底面距离最上层静力加载块顶面15cm处以自由落体的方式来施加。为满足加载块的放置要求，制作的模型需提供一个可以支撑加载块的平台。根据赛题的要求，模型平台的高度为+150，模型规避区高度为+100，在规避区内不能有任何结构构件。 2 结构选型结构选型是结构设计过程的重要一步，结构选型阶段需要设计者全面使用其掌握的结构设计经验，选用效果最好、造价合理的结构形式。本次比赛要求制作一个空间结构模型，跨度较大；而主材而桐木质地较脆，抗折、受弯性能很差，经过分析，初步选择桁架结构的形式。桁架结构一种由杆件彼此在两端用铰链连接而成的结构。桁架结构的特点是构件主要承受拉力或压力，能够最大提高材料的使用率，节省材料，降低结构自重。为满足规避区的要求，在桁架下部设置100cm柱，并设置一根斜撑加强其整体性。 3 截面选择结构设计大赛杆件一般采用薄壁截面杆，其截面形式和截面尺寸直接影响薄壁杆件的力学性能即承载力和变形能力，结构设计大赛中使用的最常见最基本的薄壁截面形式。从材料利用率来讲，薄壁圆筒的结构形式材料利用率最高。但因为结构模型需要手工现场制作，圆形截面手工方式很难实现。“工”字型、“T”字型截面抗弯及抗扭性能相对较差。出于对模型制作的可操作性及结构模型承载力方面的考虑，决定选用矩形截面。 4 节点连接结构设计中有“强节点、弱构件”的要求，在模型实际加载中，特别是在动载时，经常出现节点开裂现象。分析原因，在于杆件壁厚较小，仅靠杆件端部薄壁与杆件外表面连接，不能满足“强节点”的要求。而且实际制作中，不能保证杆件端部及表面的平整，这就造成连接部位接触面积过小，受拉更加容易开裂。在实际加载试验中，加动载时结构常因节点开裂而破坏；因此对节点进行加强十分必要。在钢结构工程中，节点连接中焊接连接及盖板加强型节点可以提供很好的思路。在模型制作中，可利用木粉和胶水模拟焊缝，在杆件接缝处填充木粉，然后滴上胶水，效果与焊缝类似。同样，可利用小木条片覆盖接缝出进行加固，效果与盖板加强型节点类似。实际加载表明，采用此方法处理过得节点在加载过程中基本不会出现开裂现象。

全国结构设计大赛计算书完整版

全国大学生结构设计大赛计算书作品名称：参赛学校：参赛队员：专业名称：指导教师：全国大学生结构设计竞赛组委会

目录第1 部分设计说明书 (2) 1.1 结构选型 (2) 1.2 特色说明 (3) 第2 部分设计方案图 (4) 2.1 结构总装配图 (4) 2.2 构件详图 (5) 2.3 节点详图 (6) 2.4 方案效果 (7) 2.5 铁块分布 (7) 第3 部分设计计算书 (10) 3.1 计算模型 (10) 3.2 结构计算假定及材料特性 (10) 3.2.1 计算假定 (10) 3.2.3 构件截面尺寸 (11) 3.2.4 材料力学性能 (11) 3.3 结构动力分析 (12) 3.3.1 计算模型建模 (12) 3.3.2 模态分析 (12) 3.3.3 时程分析 (14) 3.4 结构极限承载力计算 (16) 3.5 计算结论 (18) 参考文献 (20)

第 1 部分设计说明书 ·1.1 结构选型根据本次竞赛要求，该竹制结构模型需要经受三次不同强度大小的地震考验，分别以不发生破坏、不发生梁柱等主要构件破坏和不坍塌为评判标准，并不参考结构在地震效应作用下的侧移反应。因此不必选用抗侧刚度较大的结构体系，从而达到节省材料、减小地震时地震力的作用；由于比赛规则限制，上层部分的平面内部竖向构件到底层时无法落地，造成竖向抗侧力构件不连续，因此不利于结构选用核心筒等抗侧力结构体系；综上，将该结构模型的结构形式定为框架结构。由于模型加载时采用的铁块为长方体，且屋面水箱底部为正方形。为方便加载，将模型的各层平面设计为正方形。同时，为减小结构在地震作用下产生扭转作用，将竖向构件分别布置在四个角点，使其沿

全国大学生第四届结构设计大赛赛题

全国大学生第四届结构设计大赛赛题集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-

第四届全国大学生结构设计竞赛赛题第四届全国大学生结构设计竞赛委员会 2010. 6. 30 赛题名称：体育场悬挑屋盖结构 1、竞赛模型竞赛模型为体育场看台上部悬挑屋盖结构，采用木质材料制作，具体结构形式不限。模型包括下部看台、过渡钢板和上部挑篷结构三部分。其中前两部分通过螺栓连接，由承办方提供；挑篷结构由参赛选手设计制作，并通过螺栓与过渡钢板连接。图1给出一示意性结构形式。图1示意性悬挑屋盖结构 2、模型要求 2.1 下部看台及过渡钢板看台底面尺寸600mm×800mm（800mm为悬挑方向），高340mm，剖面呈梯形，顶部宽150mm（如图2所示）。看台顶部设有过渡钢板，厚10mm，平面尺寸150mm×600mm。板上设有如图2所示的M4螺栓孔，用于固定挑篷结构。 2.2挑篷结构挑篷结构包括支承骨架和围护材料两部分。支承骨架由木条制成，形式不限。围护材料采用120g布纹纸，由承办方统一提供，各队自行裁剪粘贴。要求

围护材料在外观上必须全部覆盖挑篷上部及背部区域；即从挑篷上方和后方看，围护材料不得出现空隙（见图3）。围护材料可探出支承骨架边缘，但其最大探出长度不得大于20mm。图2 看台平面图及剖面图图3 悬挑结构示意为保证竞赛的公平性、合理性和可操作性，对挑篷几何尺寸做如下限定：1）在距挑篷前缘60mm区域内（图4中的A点附近），必须保证屋面平坦，不得有明显的倾斜和弯曲，以便竞赛过程中的加载与测量； 2）挑篷结构上弦前缘（即图4中的A点）高度不得低于650mm，在挑篷结构的下方（即图4中B点以下以右区域）不得出现任何构件； 3）屋面前缘最低点不得低于后缘的最高点，相当于图4中的A点高度不低于C点。图4 尺寸限值（图中括号内数字为相对于O点的坐标） 3、加荷方式采用在悬挑屋盖上加竖向静载和风荷载的方式考核各队模型的刚度和承载力。 3.1 荷载施加 1）在距悬挑屋盖前缘50mm处缓慢施加一重物加载条，测量屋盖前端在重物荷载作用下的竖向位移（见图5），记为d1。重物加载条为钢质，截面 20mm×20mm，长600mm，重约1.88kg，在屋面上沿垂直悬挑方向放置，测量完毕后取下。