竞赛培训之02：结构设计竞赛赛题解读

1、 School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang结构设计大赛结构设计大赛 赛题解读赛题解读长江大学长江大学结构设计竞赛培训课件（黄文雄）结构设计竞赛培训课件（黄文雄）Structural Structural Design Design ContestContest结构设计大赛竞赛培训之结构设计大赛竞赛培训之02：关键词：关键词：合理的结构选型合理的结构选型科学的结构优化科学的结构优化熟练的基本功训练熟练的基本功训练 与与 娴熟的加载技巧娴熟的加载技巧完善的计算书完善的计算书流畅的现场表达流

2、畅的现场表达 School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang本部分主要与同学们一起对本次结构设计竞本部分主要与同学们一起对本次结构设计竞赛的赛题进行解读，以使学生对本次结构设计赛的赛题进行解读，以使学生对本次结构设计大赛的赛题与要求有一个基本的理解。大赛的赛题与要求有一个基本的理解。1 1命题背景命题背景2 2赛题题目与模型要求赛题题目与模型要求3 3模型加载程序模型加载程序4 4制作材料及工具制作材料及工具5 5竞赛流程及要求竞赛流程及要求6 6评分标准评分标准7 7要点评述与关键词解说要

3、点评述与关键词解说培训要点Structural Structural Design Design ContestContest School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang1 1 命题背景命题背景1.0 1.0 命题背景命题背景 结构在施工过程中的受力状态与结构在施工完成后正常使结构在施工过程中的受力状态与结构在施工完成后正常使用过程中的受力状态是不完全一样的，甚至差异会比较大。有用过程中的受力状态是不完全一样的，甚至差异会比较大。有些情况下，设计人员只针对后者进行相应的设计，前者被一定些

4、情况下，设计人员只针对后者进行相应的设计，前者被一定程度的忽视了，从而造成事故，或者事故隐患。因此结构在施程度的忽视了，从而造成事故，或者事故隐患。因此结构在施工过程中的状态及其响应必须得到工程师的重视，要求施工过工过程中的状态及其响应必须得到工程师的重视，要求施工过程安全可控，建成后的结构内力和线型分布满足设计，同时也程安全可控，建成后的结构内力和线型分布满足设计，同时也提倡设计时尽量考虑可能的施工过程影响。提倡设计时尽量考虑可能的施工过程影响。 本届结构设计竞赛赛题以体现结构的施工过程为宗旨，希本届结构设计竞赛赛题以体现结构的施工过程为宗旨，希望通过结构模型设计、制作与荷载试验，了解结构在

5、施工过程望通过结构模型设计、制作与荷载试验，了解结构在施工过程的受力特点和破坏特点，探求提高结构施工安全性能的措施。的受力特点和破坏特点，探求提高结构施工安全性能的措施。要点解读：要点解读：大跨结构大跨结构施工过程施工过程 与与 体现转换体现转换 School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang2 2 赛题题目与模型要求赛题题目与模型要求2.1 2.1 赛题题目：赛题题目：大跨结构的施工大跨结构的施工 如图，竞赛模型如图，竞赛模型为为允许有中间临时允许有中间临时支承的大跨结构模支承的大跨结构模

6、型型，采用，采用纸质材料纸质材料制作，具体结构形制作，具体结构形式不限。式不限。图中临时支撑两图中临时支撑两侧的模型加载区域侧的模型加载区域内放置铁块施加竖内放置铁块施加竖向荷载。向荷载。要点解读：要点解读：大跨结构，施工过程，大跨结构，施工过程，允许有临时支撑允许有临时支撑结构体系转换结构体系转换制作材料：制作材料：纯纸质材料纯纸质材料位移测量方式：位移测量方式：激光测距仪（校内比赛为电子位移计）激光测距仪（校内比赛为电子位移计） School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang2 2 赛题

7、题目与模型要求赛题题目与模型要求2.2 2.2 模型要求模型要求 1）在中间临时支承存在时，模型为双跨，净跨长均为）在中间临时支承存在时，模型为双跨，净跨长均为550mm，模型总长度不小于，模型总长度不小于1500mm；模型与左右支座的；模型与左右支座的搭接长度不小于搭接长度不小于150mm。 2）模型的宽度不大于）模型的宽度不大于300mm，高度不大于，高度不大于400mm。 3）模型）模型a、b处铁块的承台或挂篮（计入模型总质量）自行处铁块的承台或挂篮（计入模型总质量）自行设计，铁块的尺寸为设计，铁块的尺寸为200 50 30mm（质量约（质量约2.355kg）。）。2.2.1 2.2.1

8、 几何尺寸要求几何尺寸要求要点解读：要点解读：尺寸要求：尺寸要求：加载设施：加载设施：计入总重，纸质材料制作计入总重，纸质材料制作 School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang2 2 赛题题目与模型要求赛题题目与模型要求2.2 2.2 模型要求模型要求 模型可以通过模型可以通过钢压条钢压条固定在支座顶板上，选手须自行设计连固定在支座顶板上，选手须自行设计连接方案（仅限于提供的材料），使模型可靠地固定在左右两接方案（仅限于提供的材料），使模型可靠地固定在左右两端支座顶板上。端支座顶板上。 两

9、端支座顶板尺寸两端支座顶板尺寸400 300 7 mm，共设，共设7 5个带螺纹个带螺纹M5螺栓孔，孔距螺栓孔，孔距50 mm；钢压条与支座采用；钢压条与支座采用M5螺栓（长度螺栓（长度为为25cm）连接，共提供）连接，共提供8根钢压条。根钢压条。2.2.2 2.2.2 安装要求安装要求要点解读：要点解读：钢压条钢压条边界条件改善与体系转换的关键边界条件改善与体系转换的关键充分利用！充分利用！支撑处连接方案的设计！支撑处连接方案的设计！ School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang3 3

10、模型加载程序模型加载程序3.0 3.0 加载程序加载程序体系转换体系转换施工过程施工过程 1）模型安装在结构支架上模型安装在结构支架上（不进行固定连接，只保证一定（不进行固定连接，只保证一定的搭接宽度），在模型的搭接宽度），在模型a、b处分别放置处分别放置1块铁块；结构支架块铁块；结构支架和中间临时支承上和中间临时支承上可提供可提供1/2/5/10mm厚的垫片厚的垫片； 2）如果需要，）如果需要，15s后可以将模型通过钢压条与两端支座进后可以将模型通过钢压条与两端支座进行固定连接行固定连接； 3）15s后在模型后在模型a、b处分别再放置处分别再放置1块铁块；块铁块； 4）如果使用了中间临时支承

11、，）如果使用了中间临时支承，15s后将中间支座撤除后将中间支座撤除，使，使中间支座与模型脱离。中间支座与模型脱离。模型加载程序如下：模型加载程序如下：要点解读：要点解读：加载程序，临时支撑，钢压条加载程序，临时支撑，钢压条/ /垫片，体系转换垫片，体系转换加载的详细执行程序？加载的详细执行程序？（有部分内容没交待清楚）（有部分内容没交待清楚）临时支撑的利用，何时撤除？临时支撑的利用，何时撤除？（固定后？第二次加载后？）（固定后？第二次加载后？）钢压条钢压条 与与 钢垫片钢垫片 的利用？的利用？（钢垫片的形状与尺寸）（钢垫片的形状与尺寸） School of Urban Construction

12、, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang4 4 制作材料及工具制作材料及工具4.0 4.0 制作材料及工具制作材料及工具 1）制作材料包括）制作材料包括3张张A0普通绘图纸普通绘图纸，2瓶白乳胶瓶白乳胶； 2）制作工具包括小刀、剪刀、三角板、丁字尺及毛刷；）制作工具包括小刀、剪刀、三角板、丁字尺及毛刷； 3）所有材料和工具由组委会）所有材料和工具由组委会统一购买统一购买、发放。如模型中采、发放。如模型中采用任何非组委会提供的材料，经查实，将取消其参赛资格；用任何非组委会提供的材料，经查实，将取消其参赛资格； 4）组委会）组委会允许选手使用自

13、制的工装件允许选手使用自制的工装件。制作材料及工具如下：制作材料及工具如下：要点解读：要点解读：制作材料：制作材料：纯纸质模型纯纸质模型制作工具：制作工具：允许选手使用自制的工装件！允许选手使用自制的工装件！ School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang5 5 竞赛流程及要求竞赛流程及要求5.1 5.1 竞赛流程竞赛流程 1）入场指令）入场指令工作人员测定模型的尺寸和质量工作人员测定模型的尺寸和质量参赛队员参赛队员将模型放置于支座将模型放置于支座测定跨中、测定跨中、1/4、3/4跨处结构顶

14、面位置跨处结构顶面位置 2）比赛正式开始）比赛正式开始参赛队代表陈述参赛队代表陈述2分钟分钟评委提问评委提问2分钟分钟 3）依次进行四级加载；）依次进行四级加载； 4）第四级加载完成后）第四级加载完成后静置静置30s 测定模型净跨测定模型净跨1/4、1/2、3/4处顶面的挠度值（此时结构为单跨结构）。处顶面的挠度值（此时结构为单跨结构）。竞赛流程如下：竞赛流程如下：要点解读：要点解读：合理的结构，优美的选型，熟练的基本功，娴熟的加载技巧合理的结构，优美的选型，熟练的基本功，娴熟的加载技巧流畅的表达与陈述流畅的表达与陈述 School of Urban Construction, Yangtze

15、 University PRODUCED BY：Wenxiong Huang5 5 竞赛流程及要求竞赛流程及要求5.2 5.2 失效判断失效判断 加载过程中铁块脱离模型；加载过程中铁块脱离模型； 加载过程中模型与两端支座相连的部位发生破坏，导致无法加载过程中模型与两端支座相连的部位发生破坏，导致无法继续施加荷载；继续施加荷载； 加载过程中，模型最大挠度超过加载过程中，模型最大挠度超过150mm； 模型发生严重破坏，包括：节点拉脱、结构整体垮塌等。模型发生严重破坏，包括：节点拉脱、结构整体垮塌等。加载时加载时出现下列任一情形出现下列任一情形模型失效！模型失效！要点解读：要点解读：失效准则：失效准

16、则：模型制作的注意点！模型制作的注意点！ School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang6 6 评分标准评分标准总分总分100100分，分如下分，分如下6 6项：项： 1）计算书（）计算书（10分）：内容（分）：内容（6分）分）+图文图文（4分）分） 2 2）结构选型与制作质量（）结构选型与制作质量（1010分）：分）：结构合理创新（结构合理创新（6 6分）分）+ +模型制作美观（模型制作美观（4 4分）分） 3 3）现场表现（）现场表现（5 5分）：现场陈述（分）：现场陈述（3 3分）分）

17、+ +现场答辩（现场答辩（2 2分）分） 4 4）模型质量（）模型质量（2525分）：分）： 5 5）模型刚度（）模型刚度（2525分）：分）： 6 6）结构线型（）结构线型（2525分）：分）：要点解读：要点解读：模型质量占绝对主体：模型质量占绝对主体：8585分！分！质量小，刚度大，线型优美质量小，刚度大，线型优美计算书也不容忽视：计算书也不容忽视：1010分！分！现场表现展示了学校的风貌与学子的风采：现场表现展示了学校的风貌与学子的风采：5 5分！分！25min1MMK25min,2ddEEK434121dddEd25min,3ffEEK43412145dddEf School of U

18、rban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang7 7 要点评述与关键词解说要点评述与关键词解说关键词：关键词： 合理的结构选型：合理的结构选型：深读题目，充分利用，合理选型深读题目，充分利用，合理选型 科学的结构优化：科学的结构优化：充分利用结构计算，杆件优化充分利用结构计算，杆件优化+节点优化节点优化 熟练的基本功训练熟练的基本功训练 与与 娴熟的娴熟的加载技巧：加载技巧：基本功训练基本功训练+ +工装件工装件 完善的计算书：完善的计算书：场外准备，充足的时间，广泛的参考！场外准备，充足的时间，广泛的参考！ 流畅的现场表达：流畅的现场表达：个人风采！个人风采！要点评述：场外准备，现场制作；现场答辩，现场加载要点评述：场外准备，现场制作；现场答辩，现场加载模型质量占绝对主体：模型质量占绝对