競賽培訓之02：結(jié)構(gòu)設計競賽賽題解讀

1、 School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang結(jié)構(gòu)設計大賽結(jié)構(gòu)設計大賽 賽題解讀賽題解讀長江大學長江大學結(jié)構(gòu)設計競賽培訓課件（黃文雄）結(jié)構(gòu)設計競賽培訓課件（黃文雄）Structural Structural Design Design ContestContest結(jié)構(gòu)設計大賽競賽培訓之結(jié)構(gòu)設計大賽競賽培訓之02：關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：合理的結(jié)構(gòu)選型合理的結(jié)構(gòu)選型科學的結(jié)構(gòu)優(yōu)化科學的結(jié)構(gòu)優(yōu)化熟練的基本功訓練熟練的基本功訓練 與與 嫻熟的加載技巧嫻熟的加載技巧完善的計算書完善的計算書流暢的現(xiàn)場表達流

2、暢的現(xiàn)場表達 School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang本部分主要與同學們一起對本次結(jié)構(gòu)設計競本部分主要與同學們一起對本次結(jié)構(gòu)設計競賽的賽題進行解讀，以使學生對本次結(jié)構(gòu)設計賽的賽題進行解讀，以使學生對本次結(jié)構(gòu)設計大賽的賽題與要求有一個基本的理解。大賽的賽題與要求有一個基本的理解。1 1命題背景命題背景2 2賽題題目與模型要求賽題題目與模型要求3 3模型加載程序模型加載程序4 4制作材料及工具制作材料及工具5 5競賽流程及要求競賽流程及要求6 6評分標準評分標準7 7要點評述與關(guān)鍵詞解說要

3、點評述與關(guān)鍵詞解說培訓要點Structural Structural Design Design ContestContest School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang1 1 命題背景命題背景1.0 1.0 命題背景命題背景 結(jié)構(gòu)在施工過程中的受力狀態(tài)與結(jié)構(gòu)在施工完成后正常使結(jié)構(gòu)在施工過程中的受力狀態(tài)與結(jié)構(gòu)在施工完成后正常使用過程中的受力狀態(tài)是不完全一樣的，甚至差異會比較大。有用過程中的受力狀態(tài)是不完全一樣的，甚至差異會比較大。有些情況下，設計人員只針對后者進行相應的設計，前者被一定些

4、情況下，設計人員只針對后者進行相應的設計，前者被一定程度的忽視了，從而造成事故，或者事故隱患。因此結(jié)構(gòu)在施程度的忽視了，從而造成事故，或者事故隱患。因此結(jié)構(gòu)在施工過程中的狀態(tài)及其響應必須得到工程師的重視，要求施工過工過程中的狀態(tài)及其響應必須得到工程師的重視，要求施工過程安全可控，建成后的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和線型分布滿足設計，同時也程安全可控，建成后的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和線型分布滿足設計，同時也提倡設計時盡量考慮可能的施工過程影響。提倡設計時盡量考慮可能的施工過程影響。 本屆結(jié)構(gòu)設計競賽賽題以體現(xiàn)結(jié)構(gòu)的施工過程為宗旨，希本屆結(jié)構(gòu)設計競賽賽題以體現(xiàn)結(jié)構(gòu)的施工過程為宗旨，希望通過結(jié)構(gòu)模型設計、制作與荷載試驗，了解結(jié)構(gòu)在

5、施工過程望通過結(jié)構(gòu)模型設計、制作與荷載試驗，了解結(jié)構(gòu)在施工過程的受力特點和破壞特點，探求提高結(jié)構(gòu)施工安全性能的措施。的受力特點和破壞特點，探求提高結(jié)構(gòu)施工安全性能的措施。要點解讀：要點解讀：大跨結(jié)構(gòu)大跨結(jié)構(gòu)施工過程施工過程 與與 體現(xiàn)轉(zhuǎn)換體現(xiàn)轉(zhuǎn)換 School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang2 2 賽題題目與模型要求賽題題目與模型要求2.1 2.1 賽題題目：賽題題目：大跨結(jié)構(gòu)的施工大跨結(jié)構(gòu)的施工 如圖，競賽模型如圖，競賽模型為為允許有中間臨時允許有中間臨時支承的大跨結(jié)構(gòu)模支承的大跨結(jié)構(gòu)模

6、型型，采用，采用紙質(zhì)材料紙質(zhì)材料制作，具體結(jié)構(gòu)形制作，具體結(jié)構(gòu)形式不限。式不限。圖中臨時支撐兩圖中臨時支撐兩側(cè)的模型加載區(qū)域側(cè)的模型加載區(qū)域內(nèi)放置鐵塊施加豎內(nèi)放置鐵塊施加豎向荷載。向荷載。要點解讀：要點解讀：大跨結(jié)構(gòu)，施工過程，大跨結(jié)構(gòu)，施工過程，允許有臨時支撐允許有臨時支撐結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換制作材料：制作材料：純紙質(zhì)材料純紙質(zhì)材料位移測量方式：位移測量方式：激光測距儀（校內(nèi)比賽為電子位移計）激光測距儀（校內(nèi)比賽為電子位移計） School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang2 2 賽題

7、題目與模型要求賽題題目與模型要求2.2 2.2 模型要求模型要求 1）在中間臨時支承存在時，模型為雙跨，凈跨長均為）在中間臨時支承存在時，模型為雙跨，凈跨長均為550mm，模型總長度不小于，模型總長度不小于1500mm；模型與左右支座的；模型與左右支座的搭接長度不小于搭接長度不小于150mm。 2）模型的寬度不大于）模型的寬度不大于300mm，高度不大于，高度不大于400mm。 3）模型）模型a、b處鐵塊的承臺或掛籃（計入模型總質(zhì)量）自行處鐵塊的承臺或掛籃（計入模型總質(zhì)量）自行設計，鐵塊的尺寸為設計，鐵塊的尺寸為200 50 30mm（質(zhì)量約（質(zhì)量約2.355kg）。）。2.2.1 2.2.1

8、 幾何尺寸要求幾何尺寸要求要點解讀：要點解讀：尺寸要求：尺寸要求：加載設施：加載設施：計入總重，紙質(zhì)材料制作計入總重，紙質(zhì)材料制作 School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang2 2 賽題題目與模型要求賽題題目與模型要求2.2 2.2 模型要求模型要求 模型可以通過模型可以通過鋼壓條鋼壓條固定在支座頂板上，選手須自行設計連固定在支座頂板上，選手須自行設計連接方案（僅限于提供的材料），使模型可靠地固定在左右兩接方案（僅限于提供的材料），使模型可靠地固定在左右兩端支座頂板上。端支座頂板上。 兩

9、端支座頂板尺寸兩端支座頂板尺寸400 300 7 mm，共設，共設7 5個帶螺紋個帶螺紋M5螺栓孔，孔距螺栓孔，孔距50 mm；鋼壓條與支座采用；鋼壓條與支座采用M5螺栓（長度螺栓（長度為為25cm）連接，共提供）連接，共提供8根鋼壓條。根鋼壓條。2.2.2 2.2.2 安裝要求安裝要求要點解讀：要點解讀：鋼壓條鋼壓條邊界條件改善與體系轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵邊界條件改善與體系轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵充分利用！充分利用！支撐處連接方案的設計！支撐處連接方案的設計！ School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang3 3

10、模型加載程序模型加載程序3.0 3.0 加載程序加載程序體系轉(zhuǎn)換體系轉(zhuǎn)換施工過程施工過程 1）模型安裝在結(jié)構(gòu)支架上模型安裝在結(jié)構(gòu)支架上（不進行固定連接，只保證一定（不進行固定連接，只保證一定的搭接寬度），在模型的搭接寬度），在模型a、b處分別放置處分別放置1塊鐵塊；結(jié)構(gòu)支架塊鐵塊；結(jié)構(gòu)支架和中間臨時支承上和中間臨時支承上可提供可提供1/2/5/10mm厚的墊片厚的墊片； 2）如果需要，）如果需要，15s后可以將模型通過鋼壓條與兩端支座進后可以將模型通過鋼壓條與兩端支座進行固定連接行固定連接； 3）15s后在模型后在模型a、b處分別再放置處分別再放置1塊鐵塊；塊鐵塊； 4）如果使用了中間臨時支承

11、，）如果使用了中間臨時支承，15s后將中間支座撤除后將中間支座撤除，使，使中間支座與模型脫離。中間支座與模型脫離。模型加載程序如下：模型加載程序如下：要點解讀：要點解讀：加載程序，臨時支撐，鋼壓條加載程序，臨時支撐，鋼壓條/ /墊片，體系轉(zhuǎn)換墊片，體系轉(zhuǎn)換加載的詳細執(zhí)行程序？加載的詳細執(zhí)行程序？（有部分內(nèi)容沒交待清楚）（有部分內(nèi)容沒交待清楚）臨時支撐的利用，何時撤除？臨時支撐的利用，何時撤除？（固定后？第二次加載后？）（固定后？第二次加載后？）鋼壓條鋼壓條 與與 鋼墊片鋼墊片 的利用？的利用？（鋼墊片的形狀與尺寸）（鋼墊片的形狀與尺寸） 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張張A0普通繪圖紙普通繪圖紙，2瓶白乳膠瓶白乳膠； 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）所有材料和工具由組委會）所有材料和工具由組委會統(tǒng)一購買統(tǒng)一購買、發(fā)放。如模型中采、發(fā)放。如模型中采用任何非組委會提供的材料，經(jīng)查實，將取消其參賽資格；用任何非組委會提供的材料，經(jīng)查實，將取消其參賽資格； 4）組委會）組委會允許選手使用自

13、制的工裝件允許選手使用自制的工裝件。制作材料及工具如下：制作材料及工具如下：要點解讀：要點解讀：制作材料：制作材料：純紙質(zhì)模型純紙質(zhì)模型制作工具：制作工具：允許選手使用自制的工裝件！允許選手使用自制的工裝件！ School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang5 5 競賽流程及要求競賽流程及要求5.1 5.1 競賽流程競賽流程 1）入場指令）入場指令工作人員測定模型的尺寸和質(zhì)量工作人員測定模型的尺寸和質(zhì)量參賽隊員參賽隊員將模型放置于支座將模型放置于支座測定跨中、測定跨中、1/4、3/4跨處結(jié)構(gòu)頂

14、面位置跨處結(jié)構(gòu)頂面位置 2）比賽正式開始）比賽正式開始參賽隊代表陳述參賽隊代表陳述2分鐘分鐘評委提問評委提問2分鐘分鐘 3）依次進行四級加載；）依次進行四級加載； 4）第四級加載完成后）第四級加載完成后靜置靜置30s 測定模型凈跨測定模型凈跨1/4、1/2、3/4處頂面的撓度值（此時結(jié)構(gòu)為單跨結(jié)構(gòu)）。處頂面的撓度值（此時結(jié)構(gòu)為單跨結(jié)構(gòu)）。競賽流程如下：競賽流程如下：要點解讀：要點解讀：合理的結(jié)構(gòu)，優(yōu)美的選型，熟練的基本功，嫻熟的加載技巧合理的結(jié)構(gòu)，優(yōu)美的選型，熟練的基本功，嫻熟的加載技巧流暢的表達與陳述流暢的表達與陳述 School of Urban Construction, Yangtze

15、 University PRODUCED BY：Wenxiong Huang5 5 競賽流程及要求競賽流程及要求5.2 5.2 失效判斷失效判斷 加載過程中鐵塊脫離模型；加載過程中鐵塊脫離模型； 加載過程中模型與兩端支座相連的部位發(fā)生破壞，導致無法加載過程中模型與兩端支座相連的部位發(fā)生破壞，導致無法繼續(xù)施加荷載；繼續(xù)施加荷載； 加載過程中，模型最大撓度超過加載過程中，模型最大撓度超過150mm； 模型發(fā)生嚴重破壞，包括：節(jié)點拉脫、結(jié)構(gòu)整體垮塌等。模型發(fā)生嚴重破壞，包括：節(jié)點拉脫、結(jié)構(gòu)整體垮塌等。加載時加載時出現(xiàn)下列任一情形出現(xiàn)下列任一情形模型失效！模型失效！要點解讀：要點解讀：失效準則：失效準

16、則：模型制作的注意點！模型制作的注意點！ School of Urban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang6 6 評分標準評分標準總分總分100100分，分如下分，分如下6 6項：項： 1）計算書（）計算書（10分）：內(nèi)容（分）：內(nèi)容（6分）分）+圖文圖文（4分）分） 2 2）結(jié)構(gòu)選型與制作質(zhì)量（）結(jié)構(gòu)選型與制作質(zhì)量（1010分）：分）：結(jié)構(gòu)合理創(chuàng)新（結(jié)構(gòu)合理創(chuàng)新（6 6分）分）+ +模型制作美觀（模型制作美觀（4 4分）分） 3 3）現(xiàn)場表現(xiàn)（）現(xiàn)場表現(xiàn)（5 5分）：現(xiàn)場陳述（分）：現(xiàn)場陳述（3 3分）分）

17、+ +現(xiàn)場答辯（現(xiàn)場答辯（2 2分）分） 4 4）模型質(zhì)量（）模型質(zhì)量（2525分）：分）： 5 5）模型剛度（）模型剛度（2525分）：分）： 6 6）結(jié)構(gòu)線型（）結(jié)構(gòu)線型（2525分）：分）：要點解讀：要點解讀：模型質(zhì)量占絕對主體：模型質(zhì)量占絕對主體：8585分！分！質(zhì)量小，剛度大，線型優(yōu)美質(zhì)量小，剛度大，線型優(yōu)美計算書也不容忽視：計算書也不容忽視：1010分！分！現(xiàn)場表現(xiàn)展示了學校的風貌與學子的風采：現(xiàn)場表現(xiàn)展示了學校的風貌與學子的風采：5 5分！分！25min1MMK25min,2ddEEK434121dddEd25min,3ffEEK43412145dddEf School of U

18、rban Construction, Yangtze University PRODUCED BY：Wenxiong Huang7 7 要點評述與關(guān)鍵詞解說要點評述與關(guān)鍵詞解說關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞： 合理的結(jié)構(gòu)選型：合理的結(jié)構(gòu)選型：深讀題目，充分利用，合理選型深讀題目，充分利用，合理選型 科學的結(jié)構(gòu)優(yōu)化：科學的結(jié)構(gòu)優(yōu)化：充分利用結(jié)構(gòu)計算，桿件優(yōu)化充分利用結(jié)構(gòu)計算，桿件優(yōu)化+節(jié)點優(yōu)化節(jié)點優(yōu)化 熟練的基本功訓練熟練的基本功訓練 與與 嫻熟的嫻熟的加載技巧：加載技巧：基本功訓練基本功訓練+ +工裝件工裝件 完善的計算書：完善的計算書：場外準備，充足的時間，廣泛的參考！場外準備，充足的時間，廣泛的參考！ 流暢的現(xiàn)場表達：流暢的現(xiàn)場表達：個人風采！個人風采！要點評述：場外準備，現(xiàn)場制作；現(xiàn)場答辯，現(xiàn)場加載要點評述：場外準備，現(xiàn)場制作；現(xiàn)場答辯，現(xiàn)場加載模型質(zhì)量占絕對主體：模型質(zhì)量占絕對