第十届全国大学生结构设计竞赛赛题

第十届全国大学生结构设计竞赛赛题

大跨度屋盖结构

随着国民经济的高速发展和综合国力的提高，我国大跨度结构的技术水平也得到了长足的进步，正在赶超国际先进水平。改革开放以来，大跨度结构的社会

需求和工程应用逐年增加，在各种大型体育场馆、剧院、会议展览中心、机场候机楼、铁路旅客站及各类工业厂房等建筑中得到了广泛的应用。借北京成功举办2008奥运会、申办2022冬奥会等国家重大活动的契机，我国已经或即将建成一大

批高标准、高规格的体育场馆、会议展览馆、机场航站楼等社会公共建筑，这给我国大跨度结构的进一步发展带来了良好的契机，同时也对我国大跨度结构技术水平提出了更高的要求。

2总体模型

总体模型由承台板、支承结构、屋盖三部分组成(图-1)

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图-1模型三维透视示意简图

2.1承台板

承台板采用优质竹集成板材，标准尺寸1200mm>800mm，厚度16mm，柱

底平面轴网尺寸为900mm>600mm，板面刻设各限定尺寸的界限：

(1)内框线：平面净尺寸界限，850mr> 550mm；

（2） 中框线：柱底平面轴网（屋盖最小边界投影）尺寸， （3） 外框线：屋盖最大边界投影尺寸， 1050mm X750mm 承台板板面标高定义为土 0.00。

2.2支承结构

仅允许在4个柱位处设柱（图-2中阴影区域），其余位置不得设柱。柱的任 何部分（包括柱脚、肋等）必须在平面净尺寸（850mmx 550mm ）之外，且满足 空间检测要求。（即要求柱设置于四角175mm 125mm 范围内。）

柱顶标高不超过+0.425 （允许误差+5mm ），柱轴线间范围内+0.300标高以 下不能设置支撑，柱脚与承台板的连接采用胶水粘结。

2.3屋盖结构

屋盖结构的具体形式不限，屋盖结构的总高度不大于

125mm （允许误差

+5mm ），即其最低处标高不得低于0.300m ，最高处标高不超过0.425m （允许误 差 +5mm ）。

平面净尺寸范围（850mmx 550mm ）内屋盖净空不低于300mm ，屋盖结构 覆盖面积（水平投影面积）不小于900X300mm ，也不大于1050X750mm ,见图-3。 不需制作屋面。

屋盖结 构覆盖面积（水平投 影面积）不小于900>600mm ，也不大于

1050X750m m 。但不限定屋盖平面尺寸是矩形，也不限定边界是直线。

屋盖结构中心点（轴网900X300mm 的中心）为挠度测量点。

2.4剖面尺寸要求

模型高度方向的尺寸以承台板面标高为基准，尺寸详见图

-4、5。

900mm >600mm ； (I ；

②

图-2承台板平面尺寸图

、柱脚内界

口

g

□

Trfrii?尺寸范应

（85Gi550}

〔柱脚不睜进入谀范

柱位

12UW

屋盖投影就大边界

1050x750

挠度紺请点

L -

\屋盖投議最小边押

900x60U

/ ----------------------

4 _____________________ __________

.

1

4

F

F

F

75

2

图-3屋盖结构尺寸图

450 150

挠度测■点

屋盖殆构的最大尺扌

汕0 ” 1加J

-r

2

图-4结构剖面图A

3ou

挠度河墜点

屋盖结构的最兀尺■+

--

g

--

I

I

I

I

I

I

I

I

I

75 . 900

1UD

图-5结构剖面图B

3模型材料及制作工具

3.1竹材

竹材规格及数量如表-1所示，竹材参考力学指标如表-2所示

竹材规格竹材名称数量

竹皮1250mnX 430mnX 0.50mm 本色侧压双层复压竹皮4张1250mnX 430mnX 0.35mm 本色侧压双层复压竹皮4张1250mnX 430mnX 0.20mm 本色侧压单层复压竹皮4张

竹条

900mnX 6mnX 1mm 40根900mnX 2mnX 2mm 40根900mnX 3mnX 3mm 40根900mnX 6mnX 3mm 40根930mm

密度顺纹抗拉强度抗压强度弹性模量

3

0.789g/cm

150MPa 65MPa 10GPa

3.2粘结胶水

502胶水12瓶（规格30克/瓶）3.3制作工具

（1）每队配置工具

美工刀（3把），3.0m卷尺（1把），1m钢尺（1把），1.2m丁字尺（1把），45cm三角板（1套），16cm弯头带齿镊子（1把），砂纸（6张，粗砂、细砂各3张），5件套锉刀（1套）、剪刀（2把）、棉手套（3

副）、签字笔（3支）、HB 铅笔（2支）、透明胶带（1

卷）、6吋模型剪钳（2 把）、切割垫块（1块）、工具

收纳筐（1个）。

（2）公用工具

裁纸刀A3 （10台）、空间木星模型检测块（4个）

3.4测试附件

测试附件为100X100X）.8mm的铝片，重17.5g,用于挠度测试。如图-6。重量不计入模型重量。

铝片中心刻有直径10mm及直径50mm的圆痕。

图-6测试附件