中南地区第三届大学生结构设计竞赛细则.doc

中南地区第三届大学生结构设计竞赛中南地区第三届大学生结构设计竞赛细则一、竞赛题目两跨渡槽结构模型的制作和加载试验二、竞赛内容竞赛内容包括：理论方案设计、结构模型制作、作品介绍与答辩、模型加载试验。三、竞赛要求1.参赛要求(1)参赛者为全日制在校本、专科学生。每个参赛队以学校为单位组队，每队由3名学生组成。各参赛队应独立进行设计、制作。(2)每个参赛队只能提交一份作品，并给作品命名。设计作品命名应健康向上，突出特点。作品名称经组委会批准后生效。(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。2.理论方案要求(1)理论方案的内容应包括：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。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(包括可能的隐含信息)，否则理论方案部分计零分。(3)理论方案要求用A4纸打印，一式五份于规定时间内交到竞赛组委会，逾期作自动放弃参赛处理。3. 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白卡纸(白卡纸质量262g/m2，每队限109cm79cm纸张6张)、蜡线和白乳胶（每队1瓶）。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。组委会提供美工刀，剪刀，铅笔，直尺，三角板、刷子等模型制作工具。(2)模型尺寸要求模型为两跨结构，结构形式不限，但模型制作应符合设计制作与加载要求并与计算书一致。渡槽模型长度规定: 模型最大长度不超过2000mm(该长度方向定义为纵轴线方向)，满足指定加载装置的安装要求,同时模型尺寸(包括最小长度)应满足给定支座位置条件下的安装和加载要求。渡槽模型高度规定：考虑模型安装条件，以两端支点所在支承面为基准面，基准面以下不大于25cm，基准面以上不大于38cm。渡槽模型宽度规定：模型的外轮廓横向最大宽度不超过230mm。除两端封堵段外，设计应保证在纵向不小于1800mm长度范围，有足够净断面面积内无任何结构构件(可理解为纵轴线方向所有截面均须有不阻碍水流通过的足够的过水面积，利于足够流量的水流通过)。此断面净面积不得小于15000mm2。由该足够净断面面积所确定的模型有效高度和有效宽度之比不得小于1:1。模型过水断面两端、底部、侧面应封闭形成装载容器，用于盛放加载材料，并使加载材料在规定时间内装入，不漏出或溢出，以满足给定的加载要求，且在规定时间内承受施加的荷载，此装载容器体积不得小于0.027m3。设计应计算出模型制作形成的装载容器的最大容积，并确定该最大容积的95%容量所对应的模型高度(可理解为水深）。在每跨跨中位置的该高度或其上方，模型左右两侧均须提供两个3cm*3cm的矩形竖向平面(法线水平向外，且垂直于模型轴线)，并用彩色笔示出规定该平面轮廓线和中心点，以在加载比赛前安装测试工具，用于模型位移测量。该矩形平面中心点与跨中位置的轴向偏差不得大于10mm，（特别提示：该矩形平面应有合适的刚度，以能在粘贴测量材料后，加载过程中准确反映模型在该点处的实际变形）。用于该方法的测量辅助工具(组委会提供，赛前粘贴于矩形竖向平面处)的质量，不计入模型自重和承载质量。（3）支座条件加载装置设三个支座。两端设置固定不可调支座（支座顶面为基准面）。端部两个支座间的净距为1900mm(特别提示：模型尺寸应考虑可能的测量误差和必要的安装间隙)。中间支座位置沿渡槽轴线方向可任意调节，在基准面(两端支点支承面)以下20cm和以上25cm内高度可任意调节。支座顺渡槽轴线方向宽度为30mm，支座可利用横向长度为250mm。三个支座均可为模型提供竖向支承。4. 加载试验要求(1) 模型加载试验由参赛人员手动加载。加荷材料为经干燥处理过的河砂(暂定)。河砂堆积密度为 (1.31.5)103Kg/m3。(2)所有加荷过程由参赛选手亲自完成，如有需要，可请求工作人员协助完成，但工作人员不为加载过程中的任何结果(包括失误)负责。(3)加载质量由学生在加载前书面申请确定，经评委会同意后按申请的加载质量连续完成加载。(4)每队累计模型加载时间规定不得超过180s(暂定)。该时间由位移测试系统控制，包括从加载开始至加载结束的所有加载过程和持荷时间，不含安装时间和必要的仪器调整、更换收集砂盘的时间。5.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作品的加载次序和答辩顺序。(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)每组派二名队员安装作品，并在位移测量装置完成完毕后对模型加载。(4)各参赛组准备PowerPoint文件或Word文档，在比赛现场安排一名对作品进行现场介绍及答辩。(5) 获奖作品比赛结束后由组委会工作人员检查模型材料组成是否符合规定或对作品进行保存。四、评分规则总分为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、理论分析（10分）按设计说明书、方案图和计算书内容的完整性、正确性评分。3、模型制作（10分）按模型制作工艺情况评分。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（10分）在安置模型的同时，由一名参赛队员向评委和观众介绍参赛作品，然后回答评委提问，时间控制在3分钟内。按现场叙述和答辩情况，由评委当场给分。5、加载试验（60分）各参赛队应在设计说明书和加载申请书中明确说明模型最大容积。将模型作品安置在试验装置上由参赛队员完成，位移测试装置由工作人员安装。加载过程中，各参赛队最多可分三次加载，但第一级加载质量（加载质量含可能的洒、溢砂的质量，下同）不得小于25Kg。加载开始前申请每级加载质量。累计加载质量不得超过模型最大容积的95%。模型材料不符合规定，或无法按照现场试验条件正确安装就位，该参赛队将直接被淘汰。每级加载完成持续20s，工作人员收集完成洒出、溢出、漏出的砂量，经现场工作人员检查确认后，该级成绩(有效荷载质量=本级加载质量-洒出、溢出、漏出的砂量)有效，并方可进行下一级加载。如果出现下列任一情况，将视为结构失效或试验终止，且本级加载质量无效，不计入有效成绩：(1)该级加载过程未完成，或荷载已施加但在工作人员确认前结构明显变形甚至断裂的；(2)模型跨中测点处的最大竖向位移越过规定的限值（15mm），或跨中测点处的最大水平位移越过规定的限值（10mm）,或经评委确认其它部位位移明显超过跨中位移限值的；(3)因模型的部件障碍或变形过大或模型发生破坏等原因，使得申请的荷载不能顺利完成施加；(4)模型主要构件脱落、出现失稳、结构变形过大和破坏等，经评委确认的；(5)槽身已装满试验砂，已不能继续加载，但该级加载砂尚未完全用完的； (6)承受荷载的槽身部分出现孔洞或破损造成漏砂，明显影响比赛进程或公平比赛，经评委确认的；(7)评审委员会认为超出正常允许情形的其他失效情况。所有参赛各组按荷重比（F=Q/W）排序，并计算出各模型的相对分。其中，Q代表模型所承受的最大荷载（每级加载过程的有效荷载质量之和，N），W代表模型自重（N）；再将F值为最大（记Fmax）的模型定为满分（60分），其余模型的分数按（满分F/Fmax）计算。加载过程中洒出或溢出槽外的试验用砂，该级加载完成后由工作人员收集并称重扣除。五、附则1、此细则解释权归竞赛委员会所有。2、此细则如有修改或补充，将及时通知。2009年10月24日 附件一、参赛与加载试验程序1.学生报名时提交设计说明书。2.在规定时间和地点领取模型制作材料。3.在规定地点和时间内完成模型制作并提交作品。提交作品时称重和拍照。4.抽签确定作品的加载次序和答辩顺序。5.评委对参赛设计说明书进行评分。6.评委对模型造型和制作分别进行评分。7.依抽签次序比赛时，由参赛队员在规定时间内将模型安置在试验装置上，并由工作人员完成位移测试系统的安装。8.学生在加载前书面申请加载质量，经评委会同意后按申请的加载质量依次完成加载。9.在安装和加载模型的同时，由一名参赛队员向评委和观众介绍参赛作品，然后回答评委提问，时间控制在3分钟内。评委对现场叙述和答辩情况打分。10.参赛选手完成所有加荷过程。如有需要，可请求工作人员协助完成。11.每级加载完成并持荷不少于20s，加载过程中洒出或溢出槽外的试验用砂，由工作人员收集、称重。12.每级加载完成，经现场工作人员检查确认后方可成绩有效，并方可进行下一级加载。13.计算各级实际荷载质量Q（该级申请荷载扣除洒、溢、漏出砂后的质量）和荷重比F。14.工作人员统计、评分、排序。二、加载装置结构组成1.加载台架结构简图(图1)图1 加载结构简图（单位:mm）2.加载装置构造说明加载装置由固定台架、供料装置、支座装置、活动式加载平台、集砂装置、称重装置、激光位移测试系统及成绩评定系统组成。固定台架为供料装置、支座装置、位移测试装置提供支承平台。可推移式活动式加载小车(备用推车)在一个参赛队加载时，供另一参赛队进行安装准备，也可供加载完成后完好的模型作品快速撤出比赛场地。供料装置由参赛学生操作向模型供砂加载。支座装置包括两端固定支座和中间可调支座。集砂装置(集砂盘)用于收集加载过程中洒落的砂。称重装置称量加载砂质量和收集的砂的质量。位移测试系统为非接触式激光测试系统，在模型就位后安装在固定台架上。成绩评定系统可在所有参赛队完成比赛后按规定进行打分排序。加载装置各部分构造示意图如图2。图2 加载装置构造（单位:mm）