黄祖慰-大学生结构设计竞赛指导讲义2.docx

第二讲大学生结构设计竞赛介绍
讲授人:黄祖慰
一、全国赛概况
第一届:高层建筑结构模型
第一届全国赛赛题赛点为制作一座一米高的房屋结构模型,在模型底部装铁砂以模拟基础效果。模型加载方式为单侧水平静力荷载与动恒载。
右图为西南交通大学代表队作品,整个结构以桁架构造布置。
由于这次比赛加载单向性的问题,结构模型构造上也应该采取单向刚度大的设计。下面展示获得一等奖的作品:
浙江大学作品:
东南大学作品:特点为桁架+蒙皮结构
上海交大作品:其在设计上完全按照赛题加载规则,设计时没有按照具体楼房的设计来设计,而是只考虑加载方向上的刚度。
反面教材:结构竞赛不等于结构造型竞赛,把握赛题要点是硬道理,过多添加不必要的构造或者装饰只会使结构重量增加。
第二届:两跨双车道桥梁
第二届国赛赛点是两跨双车道桥梁结构模型设计、制作和移动荷载作用的加载试验,与多次举办的校内赛赛题相似。下图为加载装置示意图。
下面介绍第二届国赛的优秀作品:
浙江师范大学(第一名)269g:由其结构构造可将其想象为一单索面上承式悬索与空间桁架的组合结构,其横梁纵梁均采用三角截面箱型梁,符合其桥面系的受力机理斜杆采用卷制的空心圆管节点的处理非常独到。
上海交通大学(第二名)279g:模型充分利用了纸张的抗拉能力,采用蒙皮作用防止主梁竖向构件受压失稳,另外再通过横向联结系保证两片主梁稳定。
反面教材:
华侨大学(242g) :桥梁模型结构轻盈,但是细节处理不当,横向联结系失效导致桥梁失稳破坏。
某某大学作品:对赛题恒载理解不充分,设计上过于保守。其在设计上也存在缺陷,对力学概念理解模糊,模型重量大。不关注细节,桥梁结构上刚度,但是桥面布置不合理,导致模型加载失败。
第三届:定向木结构风力发电塔
第三届国赛的赛点是制作一个支架与风力发电叶片,在风荷载下达到模型的保证模型不损坏的同时尽量增大发电功率。下面为模型与加载装置的示意图: