中国农业大学第十一届结构设计竞赛

1、中国农业大学第十一届结构设计竞赛 中国农业大学第十一届结构设计竞赛参赛指导手册目录中国农业大学第十一届结构设计竞赛章程 3 中国农业大学第十一届结构设计竞赛趣味组比赛细则 6中国农业大学第十一届结构设计竞赛专业组比赛细则 8中国农业大学第十一届结构设计竞赛报名表 13 中国农业大学第十一届结构设计竞赛章程一、宗旨中国农业大学结构设计竞赛旨在通过知识的综合应用和团队协作的过程，培养我校学生的创新思维、创新能力和团队精神，增强大学生的工程结构设计与实践能力，丰富校园学术氛围，促进大学生相互交流与学习。二、组织机构 中国农业大学结构设计竞赛由中国农业大学教务处主办、中国农业大学团委及相关院系协办、水

2、利与土木工程学院（简称水院）承办，竞赛组织机构由组委会、评审（指导）委员会和秘书组组成。1、 竞赛组委会顾 问：蒋秀根 剧锦三主 任：汪九林副主任：黄仕伟 李云开成 员：傅向荣 秦家利 庄金钊 梁宗敏 丁 敏 郝仕玲 许 晶 雷隽卿 丁 涛 张心平 孙永帅 徐双卿 张再军2、 竞赛评审（指导）委员会主 任：蒋秀根副主任：傅向荣 许 晶成 员：黄仕伟 剧锦三 庄金钊 王宏志 秦家利 梁宗敏 丁 敏 郝仕玲 雷隽卿3、 竞赛秘书组秘书长： 杜 佳成 员： 高 芮 王雨泉 荀一豪三、竞赛题目管理办法1、本届大赛设专业组比赛和趣味组比赛。2、专业组比赛题目和趣味组题目由组委会委托大赛评审(指导)委员会

3、制定并负责解释及指导。3、组委会对命题的详细资料及竞赛要求保密，直到按照大赛赛程安排正式公布为止。四、参赛对象专业组和趣味组比赛参赛对象均为中国农业大学在校本科生，其中土木工程本科3年级（含）以上的只能参加专业组比赛。五、参赛题目简介 （将在结构设计竞赛启动仪式上详细介绍题目及要求）1、趣味组比赛题目简介：要求参赛同学在竞赛规定时间内，使用组委会提供的材料（塑料吸管和棉线），搭建一个尽可能高的“巧手架”， 完成后在架顶放置校园一卡通卡片，“巧手架”稳定不倒。（详见趣味组细则） 2、专业组比赛题目简介：设计一个能承受一定程度竖向荷载及横向荷载的超高层结构，制作模型，进行并通过加载试验。（参见专业

4、组比赛细则）六、参赛要求1、报名采取自由组队报名的方式，专业组每队由3到4名队员组成，趣味组每队由2名队员组成。在规定时间内向大赛组委会报名，经资格审查、备案，即可参赛。2、材料专业组和趣味组选手使用的材料均仅限于组委会提供的材料，组委会也鼓励选手自行测定材料的力学性能。对于违反规定使用了非组委会提供的材料的选手，一经查实，组委会将取消其参赛资格。3、作品专业组比赛：完整的参赛作品应包括结构设计答辩材料、设计方案及计算书、参赛模型三个部分。作品不得抄袭，不得代做，一经发现，取消比赛资格。趣味组比赛：完整的参赛模型和适当的说明文字。七、奖励方法1、专业组： 模型承载力优胜奖 一等奖 1组 奖金

5、800元/组 二等奖 3组 奖金 500元/组 三等奖 5组 奖金 200元/组 单项奖：最佳新人奖（对于进入决赛完全由大一同学组成的成绩最佳参赛队进行奖励），1组，奖金 100元/组，单项奖与优胜奖奖金不兼得，奖金取两项奖金最高额度，颁发两项荣誉证书，各单项奖可空缺。2、趣味组：结构设计优胜奖一等奖 1组 奖金 500元/组二等奖 3组 奖金 300元/组三等奖 5组 奖金 100元/组单项奖：最佳创意奖（1组，奖金 100元/组，单项奖与优胜奖奖金不兼得，奖金取两项奖金最高额度，颁发两项荣誉证书）八、竞赛流程1、3月25日3月30日 报名参赛，经资格审查、备案，即可参赛。2、4月5日4月2

6、2日 模型设计及制作（包括材料的发放，模型设计的答疑和参赛作品的初审）4、（暂定）4月23日（周日） 趣味组决赛 地点：待定5、（暂定）4月23日（周日） 专业组决赛 地点：待定6、作品展览、竞赛交流及总结所有地点将于报名结束后在院网通知，请有意参赛者关注院网有关赛程的具体安排。本次大赛的最终解释权归大赛组委会所有。第十一届中国农业大学结构设计竞赛组委会 2017年3月中国农业大学第十一届结构设计竞赛趣味组比赛细则一、 竞赛题目“巧手架”要求参赛同学在竞赛规定时间内，使用组委会提供的材料（塑料吸管和棉线），搭建一个尽可能高的仿古代建筑施工竹脚手架（见下图），完成后在架顶放置校园一卡通卡片，“巧

7、手架”稳定不倒。 脚手架a 脚手架b 脚手架c二、 模型的设计和制作要求1. 参赛的结构模型必须采用组委会发放的塑料吸管和棉线，不允许使用其他材料。2. 结构模型所用的塑料吸管不许折剪, 搭接结点必须用棉线绑扎。3. 结构模型的形式不限。三、 比赛方法及评判标准1. 结构模型需由参赛队员在比赛现场制作完成，限时15分钟。2. 规定时间内完成模型后，由选手自行将校园一卡通卡片在工作人员监督下放置在结构模型顶部，并由工作人员开始倒计时，累计10秒内未倒塌、未发生明显变形视为合格。3. 评判标准：“巧手架”在规定时间内搭完，同时并未发生倒塌、未发生明显变形，判定该结构为合格作品，取得参选结构设计奖资

8、格。在合格作品中按作品模型的高度大小排出名次（测量工具为卷尺，估读到0.1cm），高度相同时以完成时间较短者为优。4. 奖项的设置：(1)由合格作品的高度从大到小得到比赛的名次，并据此评出结构设计优胜奖；(2)单项奖：由大赛评委会成员在成功完成的结构模型中投票产生；四、此细则解释权归大赛组委会所有。中国农业大学第十一届结构设计竞赛专业组比赛细则1赛题背景现代超高层建筑起源于美国，至今已有80余年历史。超高层建筑是反映国家、城市经济水平和社会现代化程度的一个重要标志。随着社会的不断发展和经济水平的不断提高，我国的超高层建筑建设已经进入了一个蓬勃期，形成了以深圳平安国际金融中心（660 m），武汉

9、绿地中心大厦（636 m）和上海中心大厦（632 m）为代表的一系列600 m级的超高层建筑。截至2015年底，统计结果表明世界范围内在建和已建成超过300m的超高层共210栋，其中中国有105栋（达50%），远超出排名第2的阿拉伯联合酋长王国（37栋），这表明我国已成为世界上超高层数目最多的国家。这对我国超高层结构的设计和施工技术提出了更高的要求。2总体模型总体模型由承台板、核心筒、外框柱和连接构件四部分组成，各部分均采用竹材，形成如图1所示的超高层结构模型，沿高度方向将结构均匀划分为高度为125mm的8个区段。模型固定在组委会提供的300mm300mm的承台板上，采用热熔胶固定。大赛将提供

10、以下材料，用于制作模型。竹材表2.1 竹材规格及数量竹材规格竹材名称规格一：1250750.50mm本色侧压双层复压竹皮规格二：1250750.35mm本色侧压双层复压竹皮规格三：1250750.20mm本色侧压单层复压竹皮注：竹材力学性能参考值：弹性模量1.0104MPa，抗拉强度60MPa。粘着剂 明星火速胶502胶水砂纸切割刀直尺、三角尺、量角器铅笔橡皮擦(a) 平面图(b) 立面图图 1 模型示意图 (单位：mm)2.1 承台板承台板标准尺寸300mm300mm，厚度20mm。承台板板面标高定义为0.00。2.2 核心筒核心筒高度为1000mm（允许误差+5mm），共8个区段（或层），

11、每个区段（层）高度为125mm，位于承台板正中央，承台板中央设有高度25mm，厚度为8mm的卡槽用以提高核心筒的整体工作性能。沿高度方向核心筒截面尺寸不发生变化。核心筒外边缘线尺寸为75mm75mm，厚度不允许超过15mm，允许开洞。核心筒和卡槽均采用竹材制作。核心筒底部以及卡槽与承台板连接采用胶水粘结。2.3 外框柱沿高度方向柱截面尺寸不发生变化，采用图1所示方式布置8根框架柱，各柱总高均为1000mm（允许误差+5mm），四跟角部框架柱形心连线尺寸为130mm130mm，柱截面尺寸不限，采用竹材制作。柱与承台板连接采用胶水粘结。2.4 连接构件连接构件可选用板材和棒材：（1）板材（采用竹材

12、制作）可用于连接外框柱和内核心筒，且仅能在125mm，250mm，375mm，500mm，625mm，750mm，875mm和1000mm处布置，厚度不限；（2）棒材（采用竹材制作）可在任意位置布置且尺寸不限。连接构件与承台板、核心筒、外框柱和连接构件的连接采用胶水粘结。模型必须遵循所提供的尺寸，否则取消比赛资格。3加载量测工具3.1 加载和测试材料13013045mm的铁质量块，重5.98kg，用于竖向荷载工况测试。5g砝码1个，20g砝码1个，50g砝码1个，用力水平荷载工况测试，水平位移采用数显位移计量测。木制加载架，高1400mm，宽300mm，厚50mm，在板高500mm和950mm

13、处板宽中央位置预留直径约为5mm的圆孔。3.2 测试仪器数显位移计。4模型净空检测及称重模型整体称重后，减去承台板及测试附件的重量，即为参赛模型的重量Mi，卡槽质量计入模型质量5模型加载及评判模型加载分为三个阶段，一阶段为竖向荷载工况测试，二阶段为标准水平荷载工况测试，三阶段为挑战水平荷载工况测试（该阶段为可选阶段）。竖向荷载工况用于检验参赛模型是否能够承受结构自重以及附加重力荷载，水平荷载工况则用于测试水平力作用下结构的抗侧向变形能力。加载点为结构500mm和1000mm高度处，采用套索牵引加载。(a) 竖向荷载工况(b) 水平荷载工况图 2 加载示意图5.1 加载方式模型加载采用静加载的形

14、式完成，竖向荷载工况采用质量为5.98kg的铁质量块施加，水平荷载则采用砝码施加，如图2所示。6.2 加载准备模型置于加载台上，调试位置。5.2 加载过程第一阶段加载：于模型顶部搁置铁质量块。第二阶段加载：不去除顶部铁质量块，（1）将两根加载水平拉线一端绑扎于墙体500mm高度和1000mm高度处的套索上；（2）水平拉线穿过对应高度加载架的预留孔道；（3）在水平拉线的另一端绑扎上砝码，其中1000mm标高处绑扎50g砝码，500mm标高处绑扎20g和5g砝码：（4）量测顶点位移为ui。第三阶段加载：不去处顶部铁质量块，维持1000mm和500mm套索处悬挂的砝码质量比仍未2：1，参赛选手仅有一

15、次机会（可以不选择挑战）自由选择砝码总质量mi（不得低于150g）。5.3 评判标准第一阶段加载过程中，模型结构发生整体垮塌或局部构件明显破坏，则终止加载。第二阶段加载过程中，荷载持续时间10s，若模型结构发生整体倾覆、垮塌，则终止加载。第三阶段加载过程中，荷载持续时间10s，若模型结构发生整体倾覆、垮塌，则终止加载。6评分项及评分标准6.1 模型评分项及分值模型评分项共五项，总分100分，其中包括：（1）计算书以及设计说明10分（2）结构选型与制作质量10分（3）现场表现5分（4）uiMi45分（5）Mi/mi30分6.2 评分标准6.2.1 计算书以及设计说明10分（1）计算内容的完整性、

16、准确性6分（2）图文表达的清晰性、规范性4分6.2.2 结构选型与制作质量10分（1）结构合理性与创新性5分（2）模型制作质量与美观性5分6.2.3 现场表现5分（1）赛前陈述3分（2）现场答辩2分6.2.4 uiMi45分计算顺利完成两个工况的各参赛队模型（i）的单位自重承载力uiMi，并对各参赛队的uiMi，按从小到大的顺序进行排序，假定有n个参赛队完成比赛，则第j名的队伍得分为19+26/(n-1)(n-j)。6.2.5 Mi/mi30分若参赛队伍不选择第三阶段加载，则该项得分为0分；若参赛队伍选择参加第三阶段加载而其模型发生整体倾覆、垮塌，则该项得分为-10分；计算顺利完成第三工况的各参赛队模型（i）的Mi/mi，并对各参赛队的Mi/mi，按从小到大的顺序