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1、第十届全国大学生结构设计竞赛赛题 第十届全国大学生结构设计竞赛赛题 大跨度屋盖结构 随着国民经济的高速发展和综合国力的提高,我国大跨度结构的技术水平也得到了长足的进步,正在赶超国际先进水平。改革开放以来,大跨度结构的社会 需求和工程应用逐年增加,在各种大型体育场馆、剧院、会议展览中心、机场候机楼、铁路旅客站及各类工业厂房等建筑中得到了广泛的应用。借北京成功举办2022奥运会、申办2022冬奥会等国家重大活动的契机,我国已经或即将建成一大 批高标准、高规格的体育场馆、会议展览馆、机场航站楼等社会公共建筑,这给我国大跨度结构的进一步发展带来了良好的契机,同时也对我国大跨度结构技术水平提出了更高的要
2、求。 2总体模型 总体模型由承台板、支承结构、屋盖三部分组成(图-1) 加载区域 图-1模型三维透视示意简图 2.1承台板 承台板采用优质竹集成板材,标准尺寸1200mm800mm,厚度16mm,柱 底平面轴网尺寸为900mm600mm,板面刻设各限定尺寸的界限: (1)内框线:平面净尺寸界限,850mr 550mm; (2) 中框线:柱底平面轴网(屋盖最小边界投影)尺寸, (3) 外框线:屋盖最大边界投影尺寸, 1050mm X750mm 承台板板面标高定义为土 0.00。 2.2支承结构 仅允许在4个柱位处设柱(图-2中阴影区域),其余位置不得设柱。柱的任 何部分(包括柱脚、肋等)必须在平
3、面净尺寸(850mmx 550mm )之外,且满足 空间检测要求。(即要求柱设置于四角175mm 125mm 范围内。) 柱顶标高不超过+0.425 (允许误差+5mm ),柱轴线间范围内+0.300标高以 下不能设置支撑,柱脚与承台板的连接采用胶水粘结。 2.3屋盖结构 屋盖结构的具体形式不限,屋盖结构的总高度不大于 125mm (允许误差 +5mm ),即其最低处标高不得低于0.300m ,最高处标高不超过0.425m (允许误 差 +5mm )。 平面净尺寸范围(850mmx 550mm )内屋盖净空不低于300mm ,屋盖结构 覆盖面积(水平投影面积)不小于900X300mm ,也不大
4、于1050X750mm ,见图-3。 不需制作屋面。 屋盖结 构覆盖面积(水平投 影面积)不小于900600mm ,也不大于 1050X750m m 。但不限定屋盖平面尺寸是矩形,也不限定边界是直线。 屋盖结构中心点(轴网900X300mm 的中心)为挠度测量点。 2.4剖面尺寸要求 模型高度方向的尺寸以承台板面标高为基准,尺寸详见图 -4、5。 900mm 600mm ; (I ; 图-2承台板平面尺寸图 、柱脚内界 口 g Trfrii?尺寸范应 (85Gi550 柱脚不睜进入谀范 柱位 12UW 屋盖投影就大边界 1050x750 挠度紺请点 L - 屋盖投議最小边押 900x60U /
5、 - 4 _ _ . 1 4 F F F 75 2 图-3屋盖结构尺寸图 450 150 挠度测点 屋盖殆构的最大尺扌 汕0 ” 1加J -r 2 图-4结构剖面图A 3ou 挠度河墜点 屋盖结构的最兀尺+ - g - I I I I I I I I I 75 . 900 1UD 图-5结构剖面图B 3模型材料及制作工具 3.1竹材 竹材规格及数量如表-1所示,竹材参考力学指标如表-2所示 竹材规格竹材名称数量 竹皮1250mnX 430mnX 0.50mm 本色侧压双层复压竹皮4张1250mnX 430mnX 0.35mm 本色侧压双层复压竹皮4张1250mnX 430mnX 0.20mm
6、本色侧压单层复压竹皮4张 竹条 900mnX 6mnX 1mm 40根900mnX 2mnX 2mm 40根900mnX 3mnX 3mm 40根900mnX 6mnX 3mm 40根930mm 密度顺纹抗拉强度抗压强度弹性模量 3 0.789g/cm 150MPa 65MPa 10GPa 3.2粘结胶水 502胶水12瓶(规格30克/瓶)3.3制作工具 (1)每队配置工具 美工刀(3把),3.0m卷尺(1把),1m钢尺(1把),1.2m丁字尺(1把),45cm三角板(1套),16cm弯头带齿镊子(1把),砂纸(6张,粗砂、细砂各3张),5件套锉刀(1套)、剪刀(2把)、棉手套(3 副)、签字笔(3支)、HB 铅笔(2支)、透明胶带(1 卷)、6吋模型剪钳(2 把)、切割垫块(1块)、工具 收纳筐(1个)。 (2)公用工具 裁纸刀A3 (10台)、空间木星模型检测块(4个) 3.4测试附件 测试附件为100X100X).8mm的铝片,重17.5g,用于挠度测试。如图-6。重量不计入模型重量。 铝片中心刻有直径10mm及直径50mm的圆痕。 图-6测试附件