武汉轻工大学第七届结构模型设计竞赛暨湖北省首届大学生结构设计竞赛选拔赛

大学生结构设计竞赛是一项极富创造性与挑战性的比赛，它是对在校大学生的思维能力和动手能力的一种检验。结构设计竞赛旨在健全面向未来的教学体系，丰富校园学术氛围，鼓励同学理论结合实践，将同学由理论引向实践，通过对知识的综合运用和团队的共同协作，锻炼同学的动手能力和协作能力，提高当代工程师的基本素质，尤其是培养动手动脑的创新能力。

一、竞赛题目

冲击荷载作用下四层建筑结构模型设计

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、参赛对象和要求

1、参赛者为全日制本科生。每个参赛队伍由3名学生组成。每位参赛者只允许参加一个参赛队伍，各个参赛队应独立设计、制作。

2、每个参赛队伍只能上交一份作品，并给作品命名。

3、各参赛队必须在规定的时间和地点参加竞赛活动，迟到或缺席作为自动弃权。竞赛期间不得任意换人。

四、时间安排

1、报名时间：2013年9月2日到9月8日

2、报名方式：1，通过土建学院一食堂附近报名点现场报名；

2，由土建学院科协成员进寝室收取。

3，外院学生可将直接联系各院系科协，于6号晚统一交给土建学院科协。联系人 ：邓琦波：15527620138 康怡迪：15802714946

3、答疑及领取材料时间：另行通知

4、模型制作：9月9日至9月22日晚（模型于23号白天上交到结构楼一楼大厅）

5、比赛时间： 9 月26 日；比赛地点：科学报告厅

五、奖项设置

1、一等奖1名，二等奖2名，三等奖3名，优秀奖若干

2、前三名代表武汉轻工大学参加湖北省首届大学生结构设计竞赛

附件1：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；正文按设计说明书、方案图和计算书的顺序编排。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，否则取消参赛资格。

（3）理论方案要求用A4纸打印，一式六份于规定时间内交到竞赛组委会，逾期作自动放弃处理。

附件2：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230克巴西白卡纸、铅发丝线和白胶。不得使用组委会指定以外的其它任何材料，否则将直接取消其参赛资格。

（2）模型尺寸要求

a）模型共4层，总高度为800 ± 50 mm，每层平面尺寸须大于200 × 200 mm。

b）模型第3层楼面高度为600 ± 5 mm，在此高度上施加水平冲击荷载。选手须自行设计连接方案（仅限于提供的材料），使模型与拉索端部的U形卡可靠连接。U形卡详见图1。

图1 U形卡详图

（3）模型安装要求

a）模型通过钢压条固定在底板上，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底板上。底板尺寸为400 × 700 × 10 mm（长×宽×厚），共有18 × 13个带螺纹M5螺栓孔，孔距为30 mm，尺寸详见图2a；钢压条与底板采用M5螺栓连接，共提供4根钢压条，尺寸详见图2b。

图2 底板及钢压条尺寸

b）铁块尺寸有二种规格，分别为210 × 50 × 15 mm（长×宽×厚）、210 × 50 × 30 mm，质量分别约为1.23、2.46 kg。铁块置于每层楼面上，且由绳索与上方的挂钩相连，以保护人员和设备的安全。

附件3：加载试验要求

（1）模型先施加竖向荷载，然后分级施加水平冲击荷载。

（2）每层铁块放置数量自行确定，总质量不超过20 kg。

（3）水平冲击荷载分三级施加。砝码质量分别为1 kg、3 kg、5 kg，自由落体高度统一取为100 mm（即砝码自由落体100 mm后，模型开始受冲击荷载作用）。

（4）模型开始受冲击荷载作用后，通过限位装置，使砝码下降高度不超过100 mm（即砝码总下降高度不超过200 mm）。

附件4：评分规则

模型评分按总分100分计算，包括下列5项：

（1）计算书（共10分）

² 计算内容的完整性、准确性 共6分

² 图文表达的清晰性、规范性 共4分

注：计算书要求包含：结构选型、主要构件详图、计算简图、荷载分析、内力分析、承载能力估算等。

（2）结构选型与制作质量 （共10分）

² 结构合理性与创新性 共6分

² 模型制作美观性 共4分

（3）现场表现 （共5分）

² 现场陈述 共3分

² 现场答辩 共2分

（4）模型强度 （共50分）

根据式（1）计算模型等效负载重量W_e

式中，W_i为第i层铁块重量，i=1~4；

H_i为第i层楼面至底板的垂直高度；

H为模型总高。

根据式（2）计算模型荷质比E₁

式中，I为砝码质量；

M_m为模型自身质量。

各模型根据其荷质比计算得分K₁，如式（3）

式中，E_1max为所有模型中的最高荷质比。

（5）模型刚度 （共25分）

根据式（4）计算模型刚质比E₂

式中，d₁为第一级冲击荷载下模型第三层楼面沿冲击方向的平均水平位移。如第一级加载未成功，则不计该项得分。

各模型根据其刚质比计算得分K₂，如式（5）

式中，E_2max为所有模型中的最高刚质比。