武漢大學第四屆結構設計大賽組委會文件武漢大學第四屆結構設計大賽比賽細則一、 大賽介紹武漢大學結構設計大賽旨在培養學生對所學知識的綜合應用能力及團隊協作能力。通過結構大賽，學生可以理論聯系實際，激發團隊精神，提高創新能力和動手能力，健全人格品質，為成為當代的卓越工程師打下堅實的基礎。在第四屆大賽舉辦之際，我們嘗試進一步擴大影響，并在開拓中不斷完善，使之成為一項在校內或國內更有影響的賽事。我們相信結構設計大賽將在發展中更上一層樓，以其獨特的魅力成為珞珈山下一道亮麗的風景。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構模型的設計、制作與加載。三、 工程背景在實際工程中，很多多層和高層建筑將底層設計為停車場或商鋪等大開間，這類建筑結構底層往往變為薄弱層。歷次地震表明，有底部薄弱層的建筑結構在地震中容易發生震害，其特點是：（1）底部薄弱層震害嚴重，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。由于建筑功能的優勢，這類建筑結構有較高的市場需求。本屆結構設計大賽以此為工程背景，希望同學們能通過結構模型的設計、制作與模擬地震加載，了解此類結構的動力特性和震害特點，共同探討改進其抗震性能的方法。四、 作品要求1、 作品力求有創造性，貼近實際、結構合理、制作精巧。2、 每個參賽隊只能提交一份作品。3、 完整的作品包括以下部分：（1） 結構設計計劃書，包括荷載分析、結構選型、計算簡圖、內力分析、承載能力估算等。（本部分對本科一、二年級學生可不作要求）（2） 設計方案。結構圖若干，包括主要構件、節點詳圖及材料表等。（本部分對本科一、二年級學生可不作要求）（3） 結構模型（實物）。要求模型制作符合設計制作要求，并與設計書一致。如修改模型，要求同時修改計算書。4、作品由各參賽隊命名。作品名必須健康向上，突出特點。作品名經組委會批準后生效。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統一購買、發放。2、 模型制作所用材料僅限于組委會提供的材料，允許對所給材料進行加工、組合，但不能改變材料的力學性能。如模型中采用任何非組委會提供的材料，經查實，將被取消參賽資格。3、 材料實驗報告將在發放材料時一同提供，并鼓勵選手根據需要做更多的試驗。六、 加載設備說明1、 加載設備主要由振動臺及相應的控制系統、振動平臺、保護裝置、固定裝置（鋼壓條）及凈空箱組成，詳見附圖1a。2、振動平臺通過螺栓錨固在2mx2m的振動臺（附圖2）上。振動平臺尺寸為400mmx700mmx10mm（長x寬x厚），周邊通過4個螺栓與振動臺錨固。振動平臺共有16x13個帶螺紋M5螺栓孔，孔距為30mm，詳見附圖1b。3、 加載設備提供4個鋼壓條來固定結構模型，鋼壓條與振動平臺采用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），質量約為1.23kg，加載時每層使用四塊荷載塊，詳見附圖1d。5、 保護裝置距離振動平臺凈高約為1200mm，上下層保護索一端固定在保護裝置上，一端與荷載塊固定，以保護人員和設備的安全，詳見附圖1e。七、 結構設計及加載要求1、 結構模型分為兩層，總高度不得低于600mm，底層層高不得大于500mm。2、 主體結構平面尺寸必須大于200mmx200mm。3、 模型底層必須能夠從垂直振動方向穿過尺寸為300mmx200mmx350mm（高x寬x長，長度沿振動方向）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構的外側，荷載塊與保護繩索相連，在結構破壞前繩索不受力。5、 模型底部幾何中心應與振動平臺中心重合。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、 試驗模型制作模型必須在規定的時間和規定的地點進行制作，不得將模型帶出制作場地以外制作。制作完成后注意對模型的保管和維護，并在截止時間之前連同其他所需材料一并提交組委會。提交之后，各代表隊均不得對作品中的任何部分進行修改。2、 結構設計評審及相關評分作品提交之后，組委會將會組織評審委員會對各個模型進行統一評審，針對各組提交的結構設計計劃書和設計方案（包括材性實驗、結構選型、結構分析、節點設計、制作工藝等），結合模型的制作綜合打分。設計計算書和設計方案，本科一、二兩級的學生可不提交，用概念設計說明代替。3、 模型加載試驗評判要求首層靜載約4.9kg，頂層靜載約4.9kg，振動臺最大加速度為1.6m/s2,結構未失效即為通過。振動臺輸入地震波由汶川安縣塔水臺波（NS分量）經處理后得到，持續時間約40s，其加速度時程曲線和反應譜分別見附圖3和附圖4。比賽出場次序比賽當天公布，所有環節必須遵從組委會的安排。4、 加載步驟（1） 電子秤稱定模型自重。（2） 測量結構底層凈空和模型高度。（3） 選手在工作人的協助下，按照加載要求將模型安裝在振動平臺上，將荷載塊與保護裝置相連后，依次放置于模型首層與頂層。（4） 選手示意工作人員開始后，工作人員啟動振動臺開始震動。5、 失效條件凡出現下列情況之一者，即屬結構模型失效：（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） 加載過程中保護繩索受力或者荷載塊脫離模型。（3） 模型發生嚴重破壞：如結構整體垮塌，因柱腳破壞導致的傾覆，局部結構出現嚴重破壞等情況，具體由評審委員會判定。（4） 評審委員會認為失效的其他情況。九、注意事項1、 加載前按照要求做好一切準備工作，包括模型的固定、保護繩索位置等，要避免因為這些因素引起結構的破壞。2、 儀器和設備不可避免有一定的制作誤差，請選手諒解并在制作過程中考慮。組委會將在預賽前組織若干次加載儀器展示及預加載環節，請選手盡量參加。3、 出于設備原因，加載時振動臺的實際加速度時程曲線不可避免的會有一些誤差。4、 如遇不可抗因素導致比賽無法順利進行，由組委會和評審委員會協商給出解決方案。十、獎項設置和評獎方法1、綜合表現獎:本獎項用于獎勵綜合實力突出的優秀參賽隊。在通過決賽的各參賽隊中根據以下標準進行評分（各部分分數均精確至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量決定該項的得分，其中質量最輕的模型得分為60分，其余模型該項得分根據下表按線性插值公式計算。表1承載力計分表AM（g）0125101520304050>100得分6056534740342922181510上表中，t\M=M-M.minM —模型質量Mmin—通過決賽最輕的模型質量。（2） 結構分析：滿分為20分，由評審委員會在結構設計評審時評定（本科一、二年級選手的作品按結構概念設計進行評審）。（3） 造型：滿分為10分。由評審委員會在結構設計評審時評定。（4） 制作：滿分為10分。由評審委員會在結構設計評審時評定。將上述部分分數相加后，根據總分高低，評選出獎項，當場宣布競賽結果。2、 最佳結構分析獎:本獎項用于獎勵結構分析、設計的綜合實力較強且設計意圖在設計作品中得到充分實現的優秀參賽隊伍。在通過決賽的作品中，根據結構設計評審中結構分析部分的評分，評選出最佳結構分析獎。3、 最佳造型制作獎:本獎項用于獎勵結構新穎美觀、結構制作細致、精巧的優秀參賽隊。根據結構設計評審中造型、制作部分評分總和，評選出最佳結構造型制作獎。注：以上獎項可以兼得，可以空缺。十一、組隊1、 要求2至4人組隊參賽，且必須在規定時間內向組委會報名；2、 每人只允許參加一個參賽隊伍，各隊獨立設計、制作。十二、此細則解釋權歸大賽組委會所有。十三、版權1、 本次比賽題目版權屬于大賽組委會，未經許可，不得轉讓用于其他商業比賽等；2、 本賽組委會擁有對各參賽隊提交的競賽方案、模型等材料進行出版或轉讓出版的權利。十四、技術支持本比賽由武漢大學土木建筑工程學院承辦并提供技術支持。十五、附則本細則經武漢大學教務部、校團委審批，送發各評委老師、參賽隊及其他相關人員。武漢大學第四屆結構設計大賽組委會二零一一年三月武漢凈空箱荷載塊振動臺臺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個保護裝置保護緝索模型振動方向振動方向100振動平臺三(與振動臺錨固)(a)加載裝置示意圖(b)振動平臺尺寸150150"7.5I,M5螺栓l、橢圓孔325, 325 ,^1__20