附件1
第十届中国石油大学（华东）结构设计大赛
-----竹质单层网壳结构设计
一 竞赛题目
三十多年来，空间结构在中国取得了巨大的发展，从早期的平板网架至网壳，到索穹顶、膜结构、张弦梁结构、弦支穹顶等。这些结构体系中，网架及网壳最早广泛应用，也是目前量大面广的结构形式。本次结构设计大赛赛题在第10届全国大学生结构设计大赛赛题（天津大学）基础上适当修改，要求设计能够承受一定竖向荷载的竹质单层网壳结构模型。
二 模型要求
总体模型由支承结构模型、制作的屋盖模型和作为底座连接用的承台板三部分组成。图1、图2为总体模型三维透视图和总体模型布置图。 （1）给定的承台板 承台板为实木板，总厚度20～30mm，尺寸1800×2400mm，柱底轴网尺寸1200×1800mm，轴线交点处必须设四个角柱，1轴及2轴上两柱间不得设柱。A轴及B轴上两柱间可由各队另行设柱，数量不限，但其偏轴尺寸不得超过限定边界。承台板标高为±0.00m，尺寸详见图1。
（2）上部结构
上部结构包括多立柱支承结构、屋盖结构、屋面维护结构，柱顶标高不超过1150mm，轴网尺寸范围内屋盖净空不低于850mm。屋面维护结构覆盖面积（水平投影面积）不小于1300×1900mm。
结构的所有构件、节点及连接部分通过给定竹材与502胶水手工制作完成。结构模型底部采用502胶水固定于木质承台板上。
三 材料及工具
1．竹材，竹材规格及数量如表1所示。竹材参考力学性能指标如表2所示。 2．用于模型制作的502胶水和制作工具（美工刀、卷尺等）需各队自备。
表1 竹材规格及用量
竹材规格 1250×430×0.50mm 1250×430×0.35mm 1250×430×0.20mm 密度 0.798g/cm3 竹材名称 本色测压双层复压竹皮 本色测压双层复压竹皮 本色测压双层复压竹皮
表2 竹材参考力学指标 顺纹抗拉强度 抗压强度 150MPa 65MPa 数量（张） 2 2 2 弹性模量 10GPa
图1
图2
四 模型加载及评判
模型加载采用静加载的形式完成，加载装置及荷重悬挂于屋盖下方，并通过四个连接点与
屋面结构相连接。在制作过程中，屋盖结构中应留出四个位置以固定竖向加载装置，建议设置在纵向和横向两个方向的三分点处。
荷重为标准加载块，比赛时由参赛队指定一名参赛队员施加荷重。模型须进行两次加载实验，第一级加载为2kg荷载（包括小车荷重和配重）、第二级加载为4kg荷载（包括小车荷重和配重）。每队加载成绩由各级加载成功时，计算所得荷重比分数和竖向位移分数组成。施加竖向荷载时量测屋面中心位置处的竖向位移。
加载时，根据以下情况进行评判：
1．模型安装后，模型出现投影线内偏或外偏超过20mm，不予加载，参赛模型加载项成绩为零；
2．加载时，立柱及屋面结构发生整体倾覆、垮塌等，导致荷重块掉落，此次加载级及以后加载级成绩为零（即第二级加载出现此情况，加载项成绩算第一级加载成功的成绩）； 3．每级加载时，当模型结构完整，但出现以下操作失误时，即认为本级加载失败（若此情况发生在第一级加载，则第一级加载失败，模型进入第二级加载）：
1）指定测点处的竖向变性过大，超过允许位移，屋面板起皱；
2）由于局部加载处破坏，导致整个加载机构脱落；
五 评分项及评分标准
5.1 模型评分项及分值
模型评分项共六项，总分100分，其中包括： （1）计算书以及设计说明——10分 （2）结构选型与制作质量——10分 （3）现场表现——5分 （4）模型质量——25分 （5）模型承载力——25分 （6）模型刚度——25分 5.2 评分标准
（1）计算书以及设计说明——10分
计算内容的完整性、准确性 6分 图文表达的清晰性、规范性 4分
注：计算书要求包含：结构选型、主要构件详图、计算简图、荷载分析、内力分析、位移分析、
承载力估算等。
（2）结构选型和制作质量——10分
结构合理性和创新性 6分 模型制作质量与美观性 4分
（3）现场表现——5分
赛前陈述 3分 现场答辩 2分
（4）模型质量——25分
根据式（a）计算模型得分K1
K1=25×Mmin /M （a）
式中，Mmin为所有参赛队中最轻模型的质量，M为本队模型的质量。
（5）模型承载力——25分 根据式（b）计算模型得分K2
K2=25×N/Nmax （b）
式中，Nmax为所有参赛队模型中最大的加载荷重，N为本队模型的加载荷重。
（6）模型刚度——25分
根据式（c）计算模型得分K3
K3=25×fmin / f （c）
式中，fmin为所有参赛队模型中最小的竖向变形，f为本队模型的竖向变形。
储运与建筑工程学院
土木工程系
2016.5
