第八届福建省大学生结构设计竞赛赛题说明

1、第八届福建省大学生结构设计竞赛 -赛题说明 赛题名称：木质多层房屋结构 汇 报 人：徐玉野、陈荣淋 李海锋、侯 炜 2015年01月10日 一、竞赛模型 二、模型要求 三、加载设备 四、加载与测量 五、模型材料 六、模型现场安装、加载及测试步骤 七、评分标准 汇报内容 一、竞赛模型（1） 竞赛模型为多层房屋结构模型，采用桐竞赛模型为多层房屋结构模型，采用桐 木制作；木制作； 模型屋面及各层楼面系统承受的静荷载模型屋面及各层楼面系统承受的静荷载 由附加配重实现；由附加配重实现； 模型结构通过热熔胶固定于底板上，附模型结构通过热熔胶固定于底板上，附 加配重通过热熔胶分别固定于屋顶和各加配重通过热熔

2、胶分别固定于屋顶和各 层楼面；层楼面； 模型示意图 一、竞赛模型（2） 多层结构模型由参赛选手制作，并通过多层结构模型由参赛选手制作，并通过 螺栓和木质底板固定于振动台上；螺栓和木质底板固定于振动台上； 模型制作材料、小型振动加载台和附加模型制作材料、小型振动加载台和附加 配重由承办方提供。配重由承办方提供。 模型示意图 二、模型要求-几何尺寸要求几何尺寸要求（1） 底板 模型底板示意图(单位：mm) 多层结构模型用热熔胶多层结构模型用热熔胶 固定于模型底板上固定于模型底板上; 底板为底板为35cm35cm的木的木 质板质板; 底板用螺栓固定于振动底板用螺栓固定于振动 装置上。装置上。 二、模

3、型要求-几何尺寸要求几何尺寸要求（2） 模型大小 模型立面示意图(单位：mm) 模型总高度应为模型总高度应为100cm，允许误差为，允许误差为 3mm; 总高度为模型底板顶面至屋顶总高度为模型底板顶面至屋顶(模型模型 顶面顶面)上表面的垂直距离上表面的垂直距离; 模型底面尺寸不得超过模型底面尺寸不得超过22cm22cm 的正方形平面，即整个模型需放置于该的正方形平面，即整个模型需放置于该 正方形平面范围内。正方形平面范围内。 二、模型要求-几何尺寸要求几何尺寸要求（3） 楼层数 模型立面示意图(单位：mm) 模型必须具有模型必须具有4个楼层，底板视为模个楼层，底板视为模 型第一层楼板型第一层楼

4、板; 除第一层以外，每层楼面范围须通过除第一层以外，每层楼面范围须通过 设置于边缘的梁予以明确定义。设置于边缘的梁予以明确定义。 二、模型要求-几何尺寸要求几何尺寸要求（4） 楼层净高 模型立面示意图(单位：mm) 首层净高应不小于首层净高应不小于25cm，二至四层净，二至四层净 高不得小于高不得小于20cm; 楼层净高是指该楼层主要横向构件顶楼层净高是指该楼层主要横向构件顶 部与其相邻的上一楼层主要横向构件底部与其相邻的上一楼层主要横向构件底 部之间的最小距离部之间的最小距离; 若底板上设置有地梁，则第一层净高若底板上设置有地梁，则第一层净高 需自地梁顶部开始计算；若无地梁则从需自地梁顶部开

5、始计算；若无地梁则从 底板顶面开始计算。柱脚加劲肋、隅撑底板顶面开始计算。柱脚加劲肋、隅撑 及其他外立面构件不影响计算楼层净高。及其他外立面构件不影响计算楼层净高。 二、模型要求-几何尺寸要求几何尺寸要求（5） 使用功能要求 模型立面示意图(单位：mm) 各层空间应满足使用功能要求各层空间应满足使用功能要求; 在模型内部（即不含楼层外立面），在模型内部（即不含楼层外立面）， 楼层净高范围之间不能设置任何横向及楼层净高范围之间不能设置任何横向及 空间斜向构件空间斜向构件; 模型底层所有方向的外立面底部正中模型底层所有方向的外立面底部正中 允许各设置一个允许各设置一个20cm15cm(高高宽宽)

6、的门洞。的门洞。 二、模型要求-模型及附加配重安装要求模型及附加配重安装要求（1） 利用热熔胶将附加配重固定在模型除底利用热熔胶将附加配重固定在模型除底 层以外的各个楼层的楼面结构上层以外的各个楼层的楼面结构上; 可在楼层上设置固定铁块辅助装置，但可在楼层上设置固定铁块辅助装置，但 辅助装置和配重不能超出楼层范围且不能辅助装置和配重不能超出楼层范围且不能 直接跟柱接触直接跟柱接触; 若辅助装置或配重与柱子接触，则该层若辅助装置或配重与柱子接触，则该层 净高以接触点的高度位置开始计算。净高以接触点的高度位置开始计算。 模型示意图 二、模型要求-模型及附加配重安装要求模型及附加配重安装要求（2）

7、提供统一规格的屋顶和楼层配重块提供统一规格的屋顶和楼层配重块; 屋顶配重块长、宽、高约分别为屋顶配重块长、宽、高约分别为16cm、 16cm与与2cm，重量约为，重量约为4kg; 楼层配重块的长、宽、高约分别为楼层配重块的长、宽、高约分别为8cm、 8cm与与3cm，重量为，重量为1.5kg 。 各楼层配重均为各楼层配重均为6kg，屋顶配重为，屋顶配重为4kg; 配重块必须将较大的平面水平放置，且配重块必须将较大的平面水平放置，且 不可叠放，不允许配重超出楼面范围。不可叠放，不允许配重超出楼面范围。 模型示意图 二、模型要求-模型及附加配重安装要求模型及附加配重安装要求（3） 模型试验仅在单一

8、水平向模型试验仅在单一水平向 施加振动作用，模型的抗侧施加振动作用，模型的抗侧 体系应在计算书中阐述清楚体系应在计算书中阐述清楚; 试验时模型放置方向按照试验时模型放置方向按照 安装底板标识安装底板标识(A或或B，如图，如图 中所示中所示)通过抽签挑边确定。通过抽签挑边确定。 模型底板示意图(单位：mm) 三、加载设备 结构模型采用小型振动装置进行水平振动作用的加载，结构模型采用小型振动装置进行水平振动作用的加载， 考察模型承载力。考察模型承载力。 小小 型型 振振 动动 装装 置置 四、加载与测量（1） 输入地震波 加载台面空载实测加速度时程波形文件；加载台面空载实测加速度时程波形文件； 由

9、组委会后续以附件形式提供。由组委会后续以附件形式提供。 四、加载与测量（2） 模型失效评判准则 在进行加载时，出现下列任一情形则判定为模型失效，在进行加载时，出现下列任一情形则判定为模型失效， 不能继续加载。同时，将上一个加载级别视为该模型实际不能继续加载。同时，将上一个加载级别视为该模型实际 所能通过的最高加载级别，并作为模型效率比计算的依据。所能通过的最高加载级别，并作为模型效率比计算的依据。 第一、二级加载后，模型中任一构件出现断裂或节点脱第一、二级加载后，模型中任一构件出现断裂或节点脱 开；开； 第三级加载完毕时：模型整体或任一楼层发生坍塌或任第三级加载完毕时：模型整体或任一楼层发生坍

10、塌或任 一柱脚脱离底板；一柱脚脱离底板； 每一级加载过程中有配重脱落或飞出。每一级加载过程中有配重脱落或飞出。 五、模型材料（1） 桐木 材料规格材料规格截面尺寸（截面尺寸（mm）抗拉强度抗拉强度 (MPa)弹性模量弹性模量E（GPa） W222233.13.93 W424231.73.03 W626230.72.98 W828230.02.92 W858522.32.23 W55155128.42.80 W55255226.42.70 五、模型材料（2） 502胶水 用于模型结构构件之间的连接，配重块之间的固定。用于模型结构构件之间的连接，配重块之间的固定。 热熔胶 用于配重块与模型的粘接及

11、模型与底板之间的固定。用于配重块与模型的粘接及模型与底板之间的固定。 模型底板 底板厚度约底板厚度约16mm，长与宽分别为，长与宽分别为35cm和和35cm。底板上。底板上 除预设孔洞外，不得另行钻孔。除预设孔洞外，不得另行钻孔。 五、模型材料（3） 制作工具 美工刀，每组美工刀，每组3把把; 砂纸，粗、细各若干；砂纸，粗、细各若干； 聚乙烯薄膜（防止粘手用）；聚乙烯薄膜（防止粘手用）； 铅笔、铅笔、100cm直尺、三角尺、圆规；直尺、三角尺、圆规； 大头钉、大头针燕尾夹，每组大、小各大头钉、大头针燕尾夹，每组大、小各5个；个； 除上述工具外，参数队均不得使用未经组委会允许的其除上述工具外，参

12、数队均不得使用未经组委会允许的其 他工具。他工具。 六、模型现场安装、加载及测试步骤（1） 赛前准备 制作规定时间结束前制作规定时间结束前2个小时分发底板，底板重量记为个小时分发底板，底板重量记为M1 （精确到（精确到0.1g）；）； 提交模型前，用热熔胶将模型与底板粘接牢固；提交模型前，用热熔胶将模型与底板粘接牢固； 提交模型时，对模型（包括底板）进行称重，记提交模型时，对模型（包括底板）进行称重，记M2（精确（精确 到到0.1g）；）； 得到入场指令后，迅速将模型（含底板）运进场内，安装在得到入场指令后，迅速将模型（含底板）运进场内，安装在 振动装置上，紧固螺栓，固定配重块，准备进行加载。

13、赛场振动装置上，紧固螺栓，固定配重块，准备进行加载。赛场 内安装时间不得超过内安装时间不得超过10分钟；分钟； 以上过程由各队自行完成，赛会人员负责监督和记录。如在以上过程由各队自行完成，赛会人员负责监督和记录。如在 此过程中出现模型损坏，则视为丧失比赛资格。此过程中出现模型损坏，则视为丧失比赛资格。 六、模型现场安装、加载及测试步骤（2） 加载及测试步骤 参赛队代表进行参赛队代表进行3分钟陈述，之后评委提问分钟陈述，之后评委提问2分钟；分钟； 依次进行三级加载，每级加载完成后依据依次进行三级加载，每级加载完成后依据4.2的失效评判准的失效评判准 则评价模型是否失效。则评价模型是否失效。 七、

14、评分标准（1） 总分构成 结构评分按总分结构评分按总分100分计算；分计算； 计算书及设计图计算书及设计图 10% （共（共10分）；分）； 结构选型与制作质量结构选型与制作质量 10% （共（共10分）分） ； 现场表现现场表现 5% （共（共5分）分） ； 加载表现评分加载表现评分75% （共（共75分）。分）。 七、评分标准-评分细则评分细则（1） A.计算书及设计图 计算内容的完整性（共计算内容的完整性（共6分）；分）； 图文表达的清晰性、规范性（共图文表达的清晰性、规范性（共4分）分） ； 注：计算书要求包含：结构选型、结构建模及主要计算参注：计算书要求包含：结构选型、结构建模及主要

15、计算参 数、受荷分析、节点构造、模型加工图（含材料表）等。数、受荷分析、节点构造、模型加工图（含材料表）等。 七、评分标准-评分细则评分细则（2） B.结构选型与制作质量 结构合理性与创新性（共结构合理性与创新性（共6分）；分）； 模型制作美观性（共模型制作美观性（共4分）。分）。 七、评分标准-评分细则评分细则（3） C.现场表现 现场陈述（共现场陈述（共3分）；分）； 现场答辩（共现场答辩（共2分）分） ； 上述上述A、B、C三项评分方式：去掉一个最高分和一个最低分三项评分方式：去掉一个最高分和一个最低分 后，得分为余下评委评分的平均值（精确至小数点后两位）。后，得分为余下评委评分的平均值

16、（精确至小数点后两位）。 七、评分标准-评分细则评分细则（4） D.加载表现评分（1） 本次比赛各组模型在加载环节的表现将根据其效率比本次比赛各组模型在加载环节的表现将根据其效率比Ei的计的计 算结果进行评分。效率比算结果进行评分。效率比Ei的计算如下式所示：的计算如下式所示： i 21 100 = - E MM 加载级别权重系数。通过第一级加载级别权重系数。通过第一级 =0.3，通过第二级，通过第二级 =0.7，通过，通过3级级 =1.0。 七、评分标准-评分细则评分细则（4） D.加载表现评分（2） 设设Emax为所有模型中的最高效率比，各模型根据其效率比结为所有模型中的最高效率比，各模型

17、根据其效率比结 果获得的加载表现分果获得的加载表现分Ki的计算公式如下式：的计算公式如下式： 上上A-D各项得分相加，分数最高者优胜。各项得分相加，分数最高者优胜。 i max =75 i E K E 八、其它要求和事宜（1） 根据组委会要求制作的参赛作品提交后，各参赛队通过抽根据组委会要求制作的参赛作品提交后，各参赛队通过抽 签确定比赛顺序；签确定比赛顺序； 比赛期间严格按抽签顺序进行，请参赛人员提前到场，未比赛期间严格按抽签顺序进行，请参赛人员提前到场，未 能按时参加比赛需提前向组委会申请并经批准，否则视为自能按时参加比赛需提前向组委会申请并经批准，否则视为自 动弃权；动弃权； 每组安排一名队员对模型进行加载；每组安排一名队员对模型进行加载； 八、其它要求和事宜（2） 各参赛组准备各参赛组准备PowerPoint演示文件，在比赛现场安排一名演示文件，在比赛现场安排一名 队员对作品进行现场介绍及答辩；队员对作品进行现