武汉大学第五届结构设计大赛比赛细则.ppt

武汉大学第五届结构设计大赛 比赛细则,武汉大学土木建筑工程学院 杜新喜 胡晓斌 2012.4,武汉大学第五届结构设计大赛比赛细则,2,主要内容,题目及工程背景 作品要求 制作材料及制作工具 加载设备 结构设计及加载要求 比赛过程 奖项设置和评奖方法,武汉大学第五届结构设计大赛比赛细则,3,题目及工程背景,题目 三层建筑结构模型的设计、制作与冲击荷载试验 工程背景 连续倒塌：结构发生局部破坏而形成初始损伤后，结构发生内力重分布，引起结构的其它部分破坏，进而形成连锁反应，最终导致结构局部或全部倒塌 国际上最著名的连续倒塌事件：“911” 事件,武汉大学第五届结构设计大赛比赛细则,4,图1 美国纽约世贸中心双塔楼,(a) “911”事件发生前,(b) “911”事件发生后,武汉大学第五届结构设计大赛比赛细则,5,作品要求,计算书 包括荷载分析、结构选型、计算简图、内力分析、承载能力估算等 设计图 结构图若干，包括主要构件、节点详图及材料表等 结构模型 要求模型制作符合设计制作要求，并与设计图一致。如修改模型，要求同时修改计算书,武汉大学第五届结构设计大赛比赛细则,6,制作材料及制作工具,制作材料 3张A0绘图纸 2瓶白乳胶 制作工具（自备） 小刀 剪刀 毛刷 直尺 丁字尺,武汉大学第五届结构设计大赛比赛细则,7,加载设备,加载设备 冲击装置 固定装置 保护装置 冲击装置 由支架、拉钩、滑轮、插销、套环等 组成 支架与钢板焊接，滑轮、插销孔洞位于支架水平杆件中部,武汉大学第五届结构设计大赛比赛细则,8,加载设备,固定装置 提供4个钢压条来固定结构模型，钢压条与钢板采用M5螺栓锚固 钢板尺寸为400mm700mm10mm（长宽厚），周边通过3个螺栓与工作台锚固。钢板中间共有1813个带螺纹M5螺栓孔，孔距为30mm 保护装置 竖向荷载块由绳索与保护装置相连，以保护人员和设备的安全,武汉大学第五届结构设计大赛比赛细则,9,竖向荷载块,保护装置,滑轮,插销孔洞,套环,支架,钢板,插销,水平冲击 荷载块,图2 加载装置三维图,拉钩,武汉大学第五届结构设计大赛比赛细则,10,图3 加载装置尺寸 (单位：mm),(a) 钢板,(b) 钢压条,(c) 竖向荷载块,钢板,支架,武汉大学第五届结构设计大赛比赛细则,11,(d) 保护装置尺寸,图3 加载装置尺寸 (单位：mm),武汉大学第五届结构设计大赛比赛细则,12,结构设计及加载要求,结构设计要求 结构模型分为三层，总高度60050 mm 模型第二层楼顶高度为4003 mm，在此高度上施加水平冲击荷载。选手自行设计连接方案（仅限于提供的材料），用于连接拉钩以施加水平冲击荷载 每层平面尺寸必须大于200 mm200 mm 模型内部不能设置斜向杆件,武汉大学第五届结构设计大赛比赛细则,13,结构设计及加载要求,加载要求 竖向荷载块与保护绳索相连，结构破坏前绳索不受力 模型先施加竖向荷载，然后拔去插销，使水平冲击荷载块自由下落后施加冲击荷载 模型安装后，在绳索伸直的状态下，插销孔洞中心至套环的垂直距离为100 mm（即冲击高度约为100 mm） 加载过程中不允许选手身体接触模型,武汉大学第五届结构设计大赛比赛细则,14,比赛过程,试验模型制作 结构设计评审 模型加载实验 加载前提交竖向荷载块布置方案，并由选手按照该方案放置竖向荷载块，完成后不能再作修改，竖向荷载块总质量不超过15kg 水平冲击荷载分三级施加，水平冲击荷载块质量分别为1kg、3kg、5kg,武汉大学第五届结构设计大赛比赛细则,15,比赛过程,加载步骤 确认模型高度和二层楼面高度，电子秤称定模型自重 选手在工作人员的协助下，将模型安装在钢板上。将竖向荷载块与保护装置相连，依次置于各层楼面上 工作人员将插销插入支架中心孔洞中，将套环挂于插销上，并将拉钩与模型连接，拉钩与滑轮之间的绳索不受力 选手示意工作人员开始后离开模型，工作人员拔出插销释放荷载块,武汉大学第五届结构设计大赛比赛细则,16,比赛过程,模型失效条件 模型尺寸不满足要求或模型无法按照命题要求正确安装就位 加载过程中与竖向荷载块相连的绳索受力或者竖向荷载块脱离模型 模型发生严重破坏：如结构整体垮塌，因柱脚破坏导致的倾覆，局部结构出现严重破坏等情况，具体由评审委员会判定 评审委员会认为失效的其他情况,武汉大学第五届结构设计大赛比赛细则,17,奖项设置和评奖方法,综合表现奖 承载力：满分为75分,(1),(2),(3),武汉大学第五届结构设计