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常州工学院土木建筑工程学院第二届结构创新竞赛暨全国第十七届大学生结构设计竞赛院内选拔赛竞赛题目

发布者:陈雯昳发布时间:2023-11-08浏览次数:2300

一、参赛要求

1.本次比赛为2024年省赛预选拔赛,仅限有意愿参加并能全程积极准备省赛的同学报名,若入围后无法参加学院后续训练或备赛活动,将取消获奖资格,奖项和入围名额由后面组递补。

2.组队参加,每队3人,已参赛同学可重复参赛,可跨专业组队(仅限本学院),非毕业班同学均可参加;学院将根据比赛成绩挑选4支队伍入围校赛。

3.本次比赛不设指导教师,可自行寻找学院教师指导;入围队伍将由学院导师团队指导。


二、赛题要求

1.设计一座桥梁模型,并用指定材料制作,结构形式不限,但应凸显力学设计与结构概念,并在满足加载要求的前提下实现最大承重比。

2.桥梁结构净跨度为800mm,桥面加载点到底板顶面距离为250mm,桥下各处净空不小于150mm(支座范围内不设置净空要求),横向宽度不大于350mm

3.左侧桥墩(近撞击点)使用ST4自攻螺钉固定于底板,每枚螺钉在结构质量结算时增加1g,右侧桥墩与底板不采用任何方式连接,不得在底板开槽或挖孔等增强固定桥墩,底板尺寸为500mm×80mm×15mm(由组委会提供),通过夹具固定于加载台,加载布置详见图1。

4.各杆件可使用502胶粘接,但不得采用指定外的材料加固结构。

5.桥梁结构(包括螺钉)在宽度方向须保持对称

1 桥梁结构加载示意图


三、加载过程

1.结构需承受三阶段荷载:

阶段1:在桥面指定区域放置8kg质量块,指定区域宽同桥面宽度,长240mm,位于桥面中心位置,高度与桥面最高点一致,以桥中心轴线对称。

阶段2:保持阶段1荷载,在指定位置承受滚球撞击荷载,撞击方向为沿桥梁宽度方向,撞击位置为右上支座中心,滚球质量560g,下落高度400mm。

阶段3:在阶段1指定区域继续放置22kg质量块,即总质量达到30kg。


2.加载前准备工作及加载过程由队员独立进行,即加载砝码由队员自己放置,加载时间限制在10分钟以内。若时间达到10分钟,每超出1分钟,总分减1分;若时间达到15分钟仍未完成加载,则此时承载质量作为模型最终承载质量。

3.比赛提供与加载区域同尺寸的加载木板,用于放置砝码,桥梁结构需保证能放置该加载木板。

4.质量块规格为1kg和2kg,尺寸见图2,每次加载质量由队员自行决定。

5.完成每阶段加载后,小组成员须一起举手示意,10s内结构完好视为加载通过。

6.若发生结构失效,最终承载质量取上一级加载成功时的承载质量。

2 砝码尺寸示意图(单位:mm)

7.模型整体垮塌(不含局部变形)、加载节点断裂、主要承力杆件破坏、结构变形过大无法承力或加载砝码掉落视作结构失效,即加载失败。


四、制作材料

1.各组需在报名时告知组委会需要的材料套数,由组委会统一采购,建议每组购买至少3套材料。

2.每套材料包括930mm×2mm×2mm竹杆10根、1250mm×430mm×0.2mm竹皮1片、1250mm×430mm×0.35mm竹皮1片、1250mm×430mm×0.5mm竹皮1片、502胶4瓶、砂纸3张。

3.工具包括:美工刀,剪刀,小型手锯,米尺,锉刀,铅笔等,可自行准备,也可由组委会代购,并在报名时告知组委会。


五、比赛安排

1.赛程安排:11月8日公布赛题,11月9日-15日报名,11月29日领取材料,12月10日上午收取模型,12月10日下午正式加载比赛;

2.每支队伍应在报名时确定队伍名称、队长、所需订购材料和工具数量。

3.收取模型时将对模型尺寸和质量进行测量记录,并抽签决定加载顺序。

4.加载前各组应选派1位代表论述模型设计思路、计算过程、制作工艺、优势特点等。


六、注意事项

1.严格控制模型尺寸,凡超过尺寸限制的模型不得参加比赛。模型制作过程中不提供试加载。

2.模型仅限于使用指定的材料和胶水制作,底板仅作为模型与加载架间连接使用,不得用于增强结构。

3.模型严禁采用非指定材料和连接件(如钉等),模型严禁抄袭他人或由他人代做,一经发现,取消比赛资格。


七、评分标准

比赛总成绩由加载成绩、模型评判成绩、设计论述成绩组成,占比如下:

总成绩=加载成绩*70%+模型评判成绩*20%+设计论述成绩*10%

其中,模型评判成绩由评委基于模型制作水平打分给出,设计论述成绩由评委基于参赛选手陈述和答辩情况打分给出,加载成绩由结构承载质量和模型质量共同确定,具体算法如下:

第一级成功加载得分系数:


第二级成功加载得分系数:


第三级成功加载得分系数:


其中,为某参赛队模型的质量;为所有通过三级加载的模型中的质量最小值,若所有队伍均未通过第三级,则取通过加载级别最多的所有模型中的质量最小值。若某级加载不成功,当级及后续级别加载得分系数均记为0。

i队的加载得分


八、奖项设置

本次比赛设一、二、三等奖若干,获奖者将获得加盖“常州市力学学会”和“土木建筑工程学院”印章的证书。学院将基于总成绩择优确定校赛人选。


九、其他说明

若比赛过程中发生任何有争议的事项,各队应服从组委会的安排,本赛题未述之处及争议条款之解释权归竞赛组委会。


十、附件

1.附件1:土木建筑工程学院第二届结构创新竞赛报名表.docx

2.附件2:主要工具规格及购买价格.docx

3.附件3:主要材料规格及购买价格.docx







 

土木建筑工程学院结构创新竞赛组委会

土木建筑工程学院创客中心

常州市力学学会

2023年11月


 
 
 
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