附件1：结构设计竞赛细则.docx

浙江大学“中天杯”第二十三届大学生 结构设计竞赛题目 《自行式塔吊设计与模型制作》竞赛细则 一、模型要求 竞赛模型为塔吊模型，图1为模型示意图，结构形式不限， 具体要求如下： （1）模型总高度不限，但必须提供A点作为加载点，B点为 配重点，A、B两点处构件顶面距底板上表面高度为1000mm± 10mm，A、B两点水平距离为1000mm±10mm，A点距离底板中心点 水平距离700mm±5mm，B点距离底板中心点水平距离300mm±5mm。 （2）模型的塔身为装配式结构，要求在比赛现场进行限时 装配（现场提供5g胶水，计重5g，不使用胶水装配则不计重）， 装配位置在塔身距离底部高度800~900mm±5mm之间。模型底面尺 寸限制在200mm×200mm的正方形区域内，底板尺寸及模型区域见 图2所示。 1 2 图 1 模型尺寸范围示意图（单位：mm） 图 2 底板尺寸示意图(单位：mm) 二.加载装置 3 （a）正立面 4 （b）侧立面 图 3 加载装置示意图(单位：mm) 5 图 4 加载装置示意图(单位：mm) 三.模型制作要求以及材料和工具 模型结构的所有构件、连接部件均采用给定材料手工制作完 成。材料、竹底板由学校统一提供。统一提供的竹底板、材料具 体如下： （ 1 ） 竹 底 板 1 块 （ 加 载 时 提 供 ）， 尺 寸 为 400mm×400mm×15mm。其显著位置标注自重，各参赛队不得对底 板进行任何使重量改变的操作，如挖空、磨皮等，否则视为违规。 （2）集成竹杆材若干，规格、数量和力学指标见表1和表2。 竹片中的无纺布不得抽取单独使用，否则按违规处理。 （3）502胶水（30g装）3瓶，用于模型制作期间结构构件之 间的连接以及模型和底板的连接，限3瓶。 （4）棉蜡线（1卷68m，54.8g），单股直径约1.1mm，单股 6 抗拉承载力约68N，弹性模量约18.5MPa，棉蜡线仅可用作结构杆 件，不可用于节点绑扎和加固等用途。 表 1 竹材规格及用量 竹材规格 竹材名称 数量 竹片 1250mm×430mm×0.20mm 本色侧压单层复压竹皮 1张 竹片 1250mm×430mm×0.35mm 本色侧压单层复压竹皮 1张 竹片 1250mm×430mm×0.5mm 本色侧压单层复压竹皮 1张 900mm×6mm×1mm 集成竹 20 根 900mm×3mm×3mm 集成竹 20 根 900mm×2mm×2mm 集成竹 20 根 竹条 注：竹条实际长度为 930mm。 表 2 竹材参考力学指标 密度 顺纹抗拉强度 抗压强度 弹性模量 0.8g/cm3 60MPa 30MPa 6GPa 制作工具自备。 四.加载测试 （1）模型核验 核验模型若出现以下情况之一者，判定该模型为不合格，不 予加载，参赛模型加载项成绩为零： ①模型尺寸不符合要求，超出误差限值，包括柱高、加载点 高度等； 7 ②模型规避区出现杆件； ③装配位置不符合要求或未进行现场装配； ④绑扎绳套不符合要求。（模型制作结束前，要求各队用棉 蜡线制作 300mm±5mm 和 100mm±5mm 绳套，300mm 棉蜡线绳套固 定在模型 A 加载点上，100mm 绳套固定在模型 B 加载点上。 ） （2）模型装配与称重 装配时间控制在 6 分钟以内，模型重量为模型自重+棉蜡线 自重+5g（如采用胶水装配）。 （3）加载方法 加载前，先由参赛队员介绍作品构思，时间控制在 1 分钟内， 然后回答专家提问。同时进行模型安装，安装时，模型 A 加载点 朝向观众席侧，B 加载点背离观众席侧，模型安装在加载装置上 以后，参赛队员不得触碰除绳套以外的模型部分。 加载过程吊车可以多次装卸不同荷载重量（在提交模型之前 需填表确认依次加载重量）。若某一级加载时，结构模型失效， 则本级加载无效。在规定时间内，若结构模型未失效，则加载重 量取有效加载重量总和。 加载时，参赛队员先举手示意开始，由 2 位参赛队员分别在 位置①给 A 点（加载点）悬挂砝码（可选 4kg、6kg、8kg）和 B 点悬挂 4kg 砝码（固定不变），另外参赛队员将吊车从位置①拉 至位置②或者位置③，到达位置后由参赛队员剪断 A 加载点的扎 带，砝码落入指定区域（直径为 208mm 的铁桶）。然后选手再将 8 吊车拉回位置①，继续进行下一次加载。在总加载时间 100 秒内， 选手可多次加载直至结束计时。要求下一次加载重量必须大于等 于上一次加载重量（备注：位置②砝码落入指定区域的重量按 0.5 折减系数计）。 备注：砝码尺寸 mm（4kg 直径 90 总高 130，6kg 直径 100 总 高 160，8kg 直径 110 总高 170） 10 升容积升铁桶尺寸 mm（直径 208 高度 294） 图 4 加载示意图 （4）加载失败判别 在加载过程中，当出现以下任一情况时，即视为加载失败： ①塔吊在起吊和运输重量过程中发生倒塌； 9 ②砝码落地，挂钩脱落，绑绳拉断或脱落； ③其他评委认定模型加载失败。 （5）加载重量无效判别 ①砝码未落入指定区域； ②其他评委认定加载重量无效。 6.评分规则 根据理论方案、结构设计与制作、陈述与答辩、模型加载试 验等4个方面进行评分，总分为100分。 （1）理论方案（5分） 理论方案根据结构设计与理论分析的完整性、合理性、创新 性评分。 （2）结构设计与制作（10分） ①结构合理性和结构创新性（5分） ②模型制作质量与美观性（5分） （3）陈述与答辩（5分） 由参赛队员简要介绍作品构思，现场回答专家的提问。 （4）模型加载试验（80分） ①各参赛队模型（ i ）在各加载阶段的承载能力 mi ，按式 （1）计算： mi = Mi M （1） Mi—本队模型加载成功的总荷载（A点）； M—本队模型的自重（单位：kg）。 10 ②模型加载试验得分Ci，按式（2）计算： Ci = mi ´ 80（2） mmax mmax—所有加载成功的参赛队模型承载能力最大值。 11