福州大学阳光学院第三届结构设计大赛细则(修改).doc

福州大学阳光学院第三届结构设计大赛细则
一、竞赛题目
纸质偏心受载单跨门式结构设计、制作和加载试验。
10cm

20cm

30cm

40cm

砂箱周围标有刻度线

图1 模型结构示意图
二、竞赛内容
设计能够承受偏心荷载的纸质门式结构模型，结构形式不限。竞赛内容包括：
1、结构模型设计
2、结构模型制作
3、作品介绍与答辩
4、结构模型现场加载试验
三、竞赛要求
1、参赛要求
（1）参赛人员必须是我省全日制在校本科生，并组队参加。每支由2至3名学生组成，每位参赛者只允许参加一个参赛队；除了承办学校最多可以派出4支参赛队外，其它每所学校最多可派出3支参赛队，二级学院和海峡学院另可派最多不超过3支参赛队。各参赛队应独立进行结构设计及模型制作。
（2）每个参赛队只能提交一份作品并给作品命名。作品命名应健康向上、特点突出。
（3）各参赛队必须在规定时间和地点参加竞赛活动，迟到或缺席者作为自动弃权处理。竞赛期间不得换人，若有参赛队员因特殊原因退出，则缺人竞赛。
2、结构模型设计要求
（1）结构模型设计书的内容应包括三个部分：设计构思、模型设计图纸和理论分析。
a.设计构思应包括对作品的造型构思、结构体系的选择及其它有特色方面的说明；
b.模型设计图纸应包括结构作品效果图、结构布置图、主要构件详图和节点图；
c.理论分析应包括结构计算简图的选取、内力分析、承载能力及破坏形式的估计等。
（2）结构模型设计书封面必须注明作品名称、参赛学校、参赛队员姓名和专业以及指导老师等。除封面外，其余页面均不得出现任何有关参赛学校名称和参赛队员姓名的信息（包括可能的隐含信息），否则该部分计零分。
（3）结构模型设计书要求用A4纸双面打印，一式五份于规定时间内交到竞赛组委会，逾期作为自动弃权处理。
3、结构模型制作要求
（1）模型制作材料
模型制作材料由竞赛组委会统一提供，各参赛队伍不得使用非组委会指定的其它任何材料，否则直接取消其参赛资格或比赛成绩。每队统一配发以下材料：
a.白卡纸（规格250克/张）4张；
b.白乳（“金万得”牌）胶1瓶。
（2）模型制作工具
由竞赛组委会为每支参赛队现场统一提供相同规格型号的模型制作工具如下：
a.美工刀2把；
b.毛刷3把；
c.丁字尺1把，铅笔1支，橡皮1块；
d.1号图板一块；
e.各队可自备部分制作工具。
f. 红色笔一支（用作标注基础埋置面位置、梁跨中和夹具夹持位置）
注：在结构模型制作过程中，不得将纸质杆件及胶水等材料带入模型制作现场对于模型制作工具中的耗材用完后可以再申请领取。
（3）模型技术要求
1）模型制作要求
各参赛队在设计和制作模型时，必须满足以下基本要求：
a. 模型为纸质承受偏心荷载的门式结构，结构形式不限，但应符合设计、安装与加载要求，并与计算书一致；模型结构可参考图2，模型的尺寸要求如图3所示。
说明：图3 a）中的标注“b”为结构模型梁宽的水平投影，且b≤100mm；图3 b）中的标注“h”为基础的埋置深度，且0≤h≤400mm；图3 c）中的标注“B”为基础宽度的水平投影，且B≤400mm。
可调节升降的平台。
b. 加载装置前后轮的支撑面应处于同一水平面；

图2 模型及加载装置示意图

图3 a）加载面尺寸要求

图3 b) 模型沿长度方向尺寸要求

图3 c) 模型沿宽度方向尺寸要求
图3 结构模型尺寸要求
c. 图4中所示区域内不得出现任何构件；

图4 a）结构净高H标识示意图之一

图4 b）结构净高H标识示意图之二
图4不得出现任何杆件的区域示意图（结构净高H标识示意图）
d.结构模型加载面尺寸必须满足图3中a）图的尺寸要求，同时必须保证加载面处于水平状态，夹持装置必须安装在梁跨中轴线处（如图3a所示），夹持面上方允许存在结构构件，但必须注意夹持装置的限制（即应保证夹层装置有足够的安装空间）；
e.整个结构模型在水平面上的投影面积不得超出400×800mm，模型结构在砂箱中放置的位置与砂箱的距离如图5所示。

图5 结构模型水平面投影面积及模型放置区域限制图（单位：mm）
f.必须注意上述各尺寸要求的误差为±3mm；
g.结构模型必须自成一体，不允许存在机构性部件，也不能利用砂箱、加载装置或夹持装置作为结构模型的一部分；
h.竞赛评委会在竞赛现场接受对参赛模型的质疑。凡经竞赛评委会现场检验认定，参赛模型用材、尺寸或结构体系不符合竞赛组委会要求的，一律取消比赛资格。
i.结构模型的各支撑柱上用红色笔清晰标注出基础埋置面的位置，同时在梁上标出梁跨中线和夹持装置所在位置。
2）砂箱、夹持装置、模型放置平台、加载装置、位移信号装置及其他条件
a.模型埋置的砂箱及其尺寸可参考图6所示，砂箱的尺寸为：1200 mm×800mm×500mm（长×宽×高），砂子采用ISO标准砂(产地：厦门艾思欧标准砂有限公司)，砂子的体积为：1200 mm×800 mm×400 mm，砂箱内标注有刻度线。文中所要求的净高从砂面的最高点算起。

500mm

图6 模型放置平台示意图
b. 夹持与加载装置的详细尺寸如图7所示。

b) 加载小车的结构示意图
图7夹持与加载装置及相应部件详细尺寸图（单位：mm）
c. 夹持装置重0.5kg，加载小车总重为4.2kg，不计入模型的承载力；
d. 夹持装置通过上、下两块夹持板角部的四个螺栓来固定模型，提供给模型的夹持高度可调（最大夹持高度为130mm），参见图7。
e. 作为加载下车的支撑平台可以通过调节自由升降，且升降平台调节的最低高度为500mm，调节的最高为900mm。
f．位移信号装置为一电路信号系统，信号灯包括：黄、绿、红色三种颜色。比赛中用位移信号装置对模型变形进行限制时，须将位移信号装置的位移牵引杆与夹持装置相连接，无加载时信号灯为黄色，当模型加载产生位移时拉动位移牵引杆，信号装置信号灯由黄色变为绿色，若模型位移过大（约90mm），信号灯变为红灯。位移信号装置安装如图8所示.

图7 位移信号装置安装示意图

四、加载试验要求
1、所有安装过程和加载过程均由参赛选手亲自完成，如有需要，可请求工作人员协助完成，但工作人员不为安装过程和加载过程中的任何结果（包括失误）负责。
2、加载过程中不得使用任何未经竞赛评委会允许的辅助工具。
3、每件参赛模型共有3次加载机会，加载荷载由选手现场自由确定。加载只能单调增加荷载，不允许先卸载后加载。每级加载后，必须持荷15s以上（不含15s）方能继续下一级加载。此外，在同一级荷载加载过程中，每次加载砝码的间隔必须小于5s。每个参赛模型最低加载荷载不少于20kg，最大加载荷载不大于40kg（以上均不含加载装置重量）。现场提供不同等级、固定规格的砝码！！！，砝码的等级与规格有：（1）重：5.098kg，高：46mm；（2）重：3.408kg，高：37mm；（3）重：2.549kg，高：32mm；（4）重：1.703kg，高：23mm；（5）重：1.275kg，高：18mm；（6）重：0.846kg，高：13mm。
4、参赛模型在安装过程或加载过程中，凡出现下列情况之一即视为破坏或失效：
（1）模型尺寸不符，不能顺利安装加载装置或夹持装置并完成加载；
（2）在模型安装过程中出现模型损坏而无法承载；
（3）任一级荷载加上去后15s以内（含15s）模型破坏且丧失承载力；
（4）模型位移超过允许值（约90mm），位移装置信号灯由绿色变为红色；
（5）竞赛评委会认为失效的其他情形。
五、其它要求
（1）根据组委会要求制作的参赛作品提交后，各参赛队通过抽签确定比赛顺序；
（2）比赛期间严格按抽签顺序进行，请参赛人员提前到场，未能按时参加比赛需提前向组委会申请并经批准，否则视为自动弃权；
（3）每组安排二名队员对模型进行加载；
（4）各参赛组准备PowerPoint演示文件，在比赛现场安排一名队员对作品进行现场介绍及答辩；
（5）结构模型采取现场制作的方式进行，制作时间2天。
（6）每组作品介绍及从加载到比赛结束整个过程（含持荷15s）所用时间不得超过7min，但是，夹持装置安装和结构模型埋置可在前一组比赛过程中同时进行；
（7）每组队员答辩时间（包括评委专家提问）所用时间不得超过3min。
（8）提交的作品上应标注出基础的最高埋置点位置。
六、竞赛评分细则
结构模型创作竞赛评分组成： 总分为100分，包括结构造型与体系、理论分析、模型制作、陈述答辩和加载试验5个方面。
1、结构造型与体系（10分）
按模型结构的构思、造型和结构体系的合理性、实用性和创新性评分。
2、结构模型理论分析（10分）
按模型设计说明书、方案图和计算书内容的完整性、正确性评分。
3、模型制作（5分）
按模型制作工艺、制作效果进行评分。
以上3项均在加载前评毕。模型尺寸及材料使用不符合设计制作要求的，或参赛过程中有其他违规现象的将直接淘汰，不进入加载试验阶段。
4、陈述与答辩（5分）
在安装模型的同时，由一名参赛队员进行陈述，时间不超过3分钟。答辩时专家提问限2个问题，参赛队员回答问题应简明扼要。
按现场陈述和答辩情况，由评委当场给分。
上述四项评分方式：去掉一个最高分和一个最低分后，得分为余下评委评分的平均值（精确至小数点后两位）。
5、模型加载试验分（70分）
参赛结构模型加载试验达到S最大值者为70分；其他参赛模型得分 = 70×（被评模型S值/参赛模型最大S值）。其中，S值按下列公式计算：
S =
模型的最大承载力（kg）
模型重量（g）/103
注：1）模型的最大承载力为破坏之前一级荷载，或限额内最后一次加载的荷载；
2）模型称重精度为0.1g；
3）本项所得分数保留小数点后两位。
6、获奖名次确定办法
根据各参赛模型的综合总评分从高分到低分确定获奖名次，并当场宣布竞赛结果。
7、其它未尽事宜，由竞赛评委会研究决定。本竞赛细则由竞赛评委会负责解释。
福州大学阳光学院第三届结构设计竞赛组织委员会
福州大学阳光学院土木工程系
福州大学阳光学院土木工程系分团委二〇一三年三月十二日

11