全国大学生第四届结构设计大赛赛题
第四届全国大学生结构设计竞赛一等奖作品
第四届全国大学生结构设计竞赛计算书目录一、计算部分1、结构选型与方案设计2、材料属性的确定（木材顺纹抗压强度试验）3、结构建模及荷载分析4、结构内力分析5、结构承载力及位移分析二、图纸部分模型图纸（含节点构造、材料表）1.结构选型与方案设计世界上众多铁塔、电视塔的结构形状都是从下往上截面逐渐变小，为什么会这样呢？图1－1是世界著名的埃菲尔铁塔，在高耸入云的上部塔尖、塔身都受到大风的水平作用力，我们做简单的弯矩分析，如图1-1：将埃菲尔铁塔简化成如图1-2所示，使其受简化风载的作用，弯矩图如图，从上往下弯矩逐渐增大，和结构选型类似。
所以埃菲尔铁塔的选型和弯矩图大致相似。
此次竞赛制作的体育场悬挑屋盖，主要受风荷载力、竖向荷载力的作用，那么，在这两个荷载作用下，弯矩会是什么样的呢？我们做了大致计算，结果如图1-3：所以，我们结构的大致选型也就和弯矩图大致相似，而我们的作图1－1埃菲尔铁塔图1－2埃菲尔铁塔弯矩草图图1－3赛题结构弯矩草图品名称取为：“驭竖凌风”，意为结构驾驭竖向荷载，凌驾风荷载之意。
接下来的工作就是确定模型的最终造型：刚开始，我们初步定夺，做了如图1-4模型：七榀模型，杆件大多数是4mm*6mm 截面的。
优点：刚度大；缺点：质量较重，结构不简明，受荷不明确。
针对缺点，我们做了很多次实验，从七榀桁架到五榀桁架，再到三榀桁架，到最终的两榀桁架。
在质量“减肥”的情况下，还要保证刚度，要使模型在受载情况下，不破坏并且变形较小。
在这种要求下：（1）对模型上下弦的截面做了改动：单纯的用本次大赛提供的矩形杆件，或者粘接的矩形杆件，质量较大，我们力求一种轻质高强的杆件，于是决定出两榀上下弦杆件都用矩形杆件拼接成“T ”型杆件。
（2）对节点进行处理：处理的原则是把粘接面积增大，把木条刻槽，使木条跟木条嵌在一起，具体节点处理见后附图册。
（3）根据每根杆件受力分析，决定出每根杆件的截面大小，尽量满足“轻质高强”的要求。
第四届湖南省大学生结构设计竞赛题目及规程(定稿)课件
第四届湖南省大学生结构设计竞赛题目及规程(定稿)课件（定稿）一、竞赛题目多层竹质房屋结构模型设计二、竞赛目的其主要目的是考察学生运用专业知识做出合理、经济的多层房屋结构模型的能力，使学生获得关于提高结构抗侧移和抗扭转能力的基本概念，拓展学生对于空间结构受力分析的能力。
三、竞赛内容竞赛模型为多层房屋结构模型，采用竹质材料制作，具体结构形式不限。
竞赛内容包括：1、模型设计：理论分析(含设计说明书、方案图、计算书)。
2、模型制作：在规定时间和地点完成结构模型现场制作。
3、模型测试：模型尺寸与模型质量测量，模型承重性能测试。
四、竞赛要求1、参赛对象湖南省高等学校土木建筑类专业全日制在校本科生，可以跨专业报名。
2、参赛要求（1）以学校为单位组织参赛队，各单位参赛队总数不超过3支（不含独立学院参赛队），独立学院限１支参赛队。
每队须交参赛费用600元。
（2）每个参赛队由1至3名在校全日制学生（年级和专业方向不限）和1名指导教师组成，每位参赛学生只允许加入一个参赛队。
每个参赛队提交一份作品，并给作品命名。
（3）各参赛队必须在规定时间和地点参加竞赛活动，竞赛期间不得换人，若有参赛队员退出，则缺人竞赛。
迟到者（参赛队或参赛者）作为自动弃权处理。
3、参赛时间竞赛时间：2022年11月27日~29日五、模型设计要求图11、模型大小：（1）模型高度应为900mm（模型高度指的是从结构底面至结构顶层楼面——必须为平面——的距离，结构底面支承于加载台的承载垫板上、且不得低于承载垫板上表面）；（2）模型结构主体水平投影必须为600mm某300mm；（3）模型结构主体水平投影从模型标高0.04m处开始计算。
2、楼层的层数：必须是3个楼层。
3、楼层的层高：每层层高不得小于250mm。
(楼层净高无限定)4、使用功能要求：应满足建筑功能的要求，在模型内部，不能有侵占由结构四周墙体和上下层楼板围成的模型内部空间的构件。
5、楼面要求：每层楼面均必须为平面（包括屋面）,楼板覆盖整个平面，且每层楼板（包括屋面）必须开设一个100某150mm的洞口，洞口位置可自定，但各层洞口位置必须上下对齐，洞口范围内不得设任何杆件。
1全国大学生结构设计竞赛-赛题讲解
1(图中各加载点砝码数量和支座标高以比赛现场确定的参数为准，此图仅为示意) 15
1
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一二级加载为静荷载
1
三级加载为动荷载
17
模拟球在不同位置的荷载
1
18
a.下图所示规避区内不得出现结构物
1
19
1
20
1
21
1
22
支座竹板无需模拟，结构与竹板连接处可设置为铰接
左右各50mm处的桥下净高不做要求，桥 上标高无限制。
1
54
演示NIDA如何添加荷载工况
如何添加荷载
1
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演示NIDA如何进行分析和杆件设计
只需要做两种分析
• 线性分析 – 强度和刚度 （应力比<1) • 特征值屈曲分析 – 稳定性 (刚性体系失稳系数>1， 柔性体系另外判断)
1
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可知：最大应力比均未超过1，故一级加载通 过。
1
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1
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1
52
演示NIDA如何设置与检查
竹索两端要铰接，只允许受拉
1荷载工况部分：由于参数未定，荷载工况数量较多。此处一二三级荷
载各举一例进行陈述。
加载点 A1 A2 B1 B2 C1 C2 D1 D2
一级加载
加载重量（N） 135 65 125 75 115 85 105 95
加载点 A1 A2 B1 B2 C1 C2 D1 D2
1
29
1
30
二级加载：
第二级加载，共分为两个步骤：
(1) 步骤一：保持C加载截面的C1、C2加载点静载不变，从其左侧加载点（A1、 A2、B1、B2）或右侧加载点（D1、D2）中任选一个加载点，将该加载点
结构设计大赛策划书
结构设计大赛策划书结构设计大赛策划书1一、竞赛目的结构设计大赛旨在多方面培养大学生的创新思维和实际动手能力，培养团队精神，增强大学生的工程结构设计与实践能力，丰富校园学术氛围，促进交流与学习。
二、竞赛题目专业组：输电塔结构模型设计与制作。
趣味组：稳立鸡蛋三、材料材料203g白卡纸、腊线、白胶，固定模型的底板为木工板。
（均由大赛组委会统一发放）四、竞赛安排1、参赛对象和形式参赛对象：__大学全日制在校本科生、研究生。
参赛形式：规定以小组形式参赛，每组应由2—5人组成。
2、时间安排（1）、即日至20__年4月16日，请各班以班为单位统一将报名表交于竹二418宿舍孙超彦同学处，联系电话：______ （2）、大赛组委会将在4月20日19：00到22：00，在竹园2#五楼东活动室面向全校发放材料，请各参赛队前往领取。
（3）、各参赛队构思、制作将在领到材料后的两周内完成，请各参赛队于5月4日19：00到22：00将作品及相关材料交于竹园2#五楼东活动室。
（4）、本次结构设计大赛的加载及决赛答辩将同时举行，具体时间、地点以及其他详情大赛组委会将以海报形式予以通知，请随时关注、3、参赛队竞赛组委会在报名截止后将举办有关建筑结构方面的讲座，对本次竞赛题目答疑，对以往竞赛进行讲评，并邀请有关老师对本次结构设计竞赛进行指导，还将特邀以往竞赛成绩优秀者与参赛选手交流。
相关安排将以海报形式通知，敬请关注。
五、竞赛要求1、参赛要求（1）结构设计竞赛内容应包括理论设计方案和结构模型两部分。
（2）每个参赛队只能提交一份作品，并命名。
（3）参赛学生只允许参加一个参赛队，各队应独立设计、制作。
竞赛期间，指导教师不得直接参与参赛作品的.理论方案设计计算及模型制作。
比赛时，任何人不得为参赛队提供帮助和指导。
一经查实，将取消参赛资格。
（4）各参赛队必须在规定时间和地点参加竞赛活动，缺席者作自动放弃处理。
竞赛期间不得任意换人，若有参赛队员因特殊原因退出，则缺人竞赛。
赛题 2009年第三届全国大学生结构设计竞赛
第三届全国大学生结构设计竞赛赛题第三届全国大学生结构设计竞赛委员会2009.9.24一、竞赛模型定向木结构风力发电塔（如图），塔身高800mm，叶片（数量不限）组成的AA-A二、模型介绍1.塔身塔身为竞赛主结构，需满足以下要求：（1）塔身高800mm，顶点高度实际误差不大于±3mm。
塔身外形不影响叶轮运转，塔身水平截面的外轮廓为正多边形或圆形；（2）具有足够的承载能力；（3）具有规定的刚度；（4）与塔顶标准发电机底座连接可靠；（5）与塔底标准底座连接可靠。
2.叶片和叶轮安装完成后，叶轮外轮廓直径不得大于800mm。
三、装置说明1.发电机发电机采用CFX-03型标准发电机，质量4470g，底板及立面详见附图。
2.风叶连接件连接件质量300g，详见附图。
3.发电功率测量系统发电功率测量系统由导线、负载、功率计组成。
导线所受风力不能传递到塔身，由支架承受。
4.鼓风机相关参数见下表名称新型节能低噪声轴流风机型号SF7-4厂家上海金蓝机电设备成套有限公司功率3kW转速1400n/min风量2500m3/h风速23m/s全压力340Pa经实测，风叶连接件（距鼓风机1m处）的风速参考值如下：档位风速（m/s）W1 4.0W2 6.8W3 9.05.塔架安装底盘详见附图。
6.塔脚与安装底盘连接螺栓：重量2g/套。
四、材料及制作工具1.木材（1）尺寸：长度1000mm，截面有50mm×1mm、2mm×2mm、2mm×6mm、6mm×6mm；（2）性能参考值：顺纹弹性模量1.0×104MPa，顺纹抗拉强度30MPa。
2.胶水：502。
3.制作工具竞赛组委会提供美工刀、1m钢尺、砂纸、锉刀、小型锯子。
五、模型安装、加载及测试步骤1.安装步骤（1）风叶通过螺栓安装在连接件上；（2）塔架通过螺栓安装在底盘上；（3）发电机通过螺栓安装在塔身上（注：发电机转轴方向可平行或正交于风向）；（4）风叶连接件与发电机轴通过定位鞘相连；（5）安装时间每组总计不超过15分钟，每超过1分钟扣1分。
第1~4届全国大学生结构设计竞赛回顾
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华南理工大学土木与交通学院
3.4 第四届
题目：竞赛模型为体育场看台上部悬挑屋盖结构，采用 木质材料制作，具体结构形式不限。模型包括下部看台、 过渡钢板和上部挑篷结构三部分。
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华南理工大学土木与交通学院
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华南理工大学土木与交通学院
华南理工大学土木与交通学院
第1~4届全国大学生结构设计竞赛回顾 兼学校结构赛培训
陈庆军
博士、副教授、硕士生导师 国家一级注册结构工程师
注册岩土工程师
1
2011.10.13
华南理工大学土木与交通学院
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华南理工大学土木与交通学院
一、概况
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叶片类型
华南理工大学土木与交通学院
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结构类型
华南理工大学土木与交通学院
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华南理工大学土木与交通学院
第三届全国大学生结构设计竞赛 第一名：西南交通大学
巨大的叶片是成功的关键 结构体系是普通的桁架结构
86
非常合理地计算了比赛规则
华南理工大学土木与交通学院
第三届全国大学生结构设计竞赛 第二名：湖南大学 6叶片是成功的关键 结构采用前倾形状，避免叶片打 到结构
华南理工大学土木与交通学院
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华南理工大学土木与交通学院
一些队伍失败的原因 （1）小叶片导致无法启动，亦有如叶片攻角没设 置好而导致功率偏低。 （2）如叶片根部连接处不牢靠使得叶片折断导致 叶片破坏； （3）如叶片变形过大碰到塔架损坏的； （4）有一支队伍由于搬运时的失误造成模型在加 载前先出现破坏
第四届大学生物理及实验技术作品创新竞赛
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淮阴工学院
李晴，董金慧
大角度摆的周期计算
论文
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淮阴工学院
潘斌，董金慧
对导热系数的测定的几点思考
论文
优秀奖
107
淮阴工学院
于海峰，蒋晓冬，韩厚年，黄睿
用迈克尔逊干涉仪测量单层膜厚度和折射率的改进
论文
优秀奖
108
淮阴工学院
丁中华，缪辉，周明秀
测量杨氏模量的一种新方法
论文
优秀奖
109
论文
优秀奖
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南京信息工程大学
唐雄明，李娟，常迪
法拉第效应研究—磁旋光玻璃地费尔德常数的测量
作品
优秀奖
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东南大学
季连庆
多功能无线遥控时钟
作品
优秀奖
115
河海大学
陈奇，姜海涛，
龙焕超
便携式多功能振动合成演示仪
作品
优秀奖
116
中国人民解放军理工学院
刘大为，耿志宏，欧阳东新，李清
灭火器使用模拟训练装置
论文
特等奖
5
南京大学
尤亦庄,王晓翰
牛顿环近心受抑全反射的研究
论文
特等奖
6
南京大学
倪宏程,林锦达
光衍射法研究水表面波的性质
论文
特等奖
7
南京大学
李桂君,李婷婷,刘洋
蜻蜓复眼光栅应用及其仿生学应用
作品
特等奖
8
南京大学
曹东升,胡渊
自建磁电效应测量系统研究压电/压磁复合材料的频响待性
论文
特等奖
9
淮阴工学院
缪辉,丁中华,周明秀
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“链战风云”第四届大学生智慧供应链创新创业大赛理论一
“链战风云”第四届大学生智慧供应链创新创业大赛理论一[复制]基本信息：[矩阵文本题] *1.OEM厂商是指（） [单选题] *A.拥有关键核心技术自主产权企业B.具体执行生产加工业务的企业(正确答案)C.电子产品服务D.承包方或受托方2.供应链是指生产及流通过程中，设计将产品更新换代或服务提供给最终用户的上游企业或下游企业所形成的（） [单选题] *A.网络结构(正确答案)B.专业结构C.信息结构D.组织结构3.从供应链的结构模型可以看出，供应链是（），由围绕核心企业的供应商、供应商的供应商和用户、用户的用户组成。
[单选题] *A.直线结构B.网链结构(正确答案)C.曲线结构D.直链结构4.通常，一条完整的供应链包括供应商(原材料供应商和零件供应商)、制造商(加工厂或装配厂)、分销商(代理商或批发商)、(C )以及消费者。
[单选题] *A.采购商B.配送商C.零售商(正确答案)D.传销商5.以下企业核心竞争力系统的组织部分，错误的是（） [单选题] *A.核心技术能力B.应变能力C.组织协调能力D.学习模仿能力(正确答案)6.快速反应机制是供应链管理者所采取的一系列降低（）的措施，其指导思想是尽可能获得时间上的竞争优势，提高系统的反应速度。
[单选题] *A.库存存储时间B.补给货物交货期(正确答案)C.生产计划时间D.产品规划时间7.电子数据交换,是通过电子方式，采用(D)，利用计算机网络进行结构化数据传输和交换，俗称“无纸化交易”。
*A.电子格式B.纸质的格式C.标准化的结构D.标准化的格式(正确答案)8.（）也叫JIT采购法，是一种先进的采购的模式，是一种管理哲理。
它的基本思想是:在恰当的时间、恰当的地点，以恰当的数量、恰当的质量提供恰当的物品。
[单选题] *A.政府采购B.集中采购C.准时化采购(正确答案)D.分散采购9.近年来，在国外出现了一种新的供应链库存管理方法——（） (VendorManaged Inventory，VMI)。
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全国大学生第四届结构设计大赛赛题
集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
第四届全国大学生结构设计竞赛
赛题
第四届全国大学生结构设计竞赛委员会
2010. 6. 30
赛题名称：体育场悬挑屋盖结构
1、竞赛模型
竞赛模型为体育场看台上部悬挑屋盖结构，采用木质材料制作，具体结构形式不限。
模型包括下部看台、过渡钢板和上部挑篷结构三部分。
其中前两部分通过螺栓连接，由承办方提供；挑篷结构由参赛选手设计制作，并通过螺栓与过渡钢板连接。
图1给出一示意性结构形式。
图1示意性悬挑屋盖结构
2、模型要求
2.1 下部看台及过渡钢板
看台底面尺寸600mm×800mm（800mm为悬挑方向），高340mm，剖面呈梯形，顶部宽150mm（如图2所示）。
看台顶部设有过渡钢板，厚10mm，平面尺寸150mm×600mm。
板上设有如图2所示的M4螺栓孔，用于固定挑篷结构。
2.2挑篷结构
挑篷结构包括支承骨架和围护材料两部分。
支承骨架由木条制成，形式不限。
围护材料采用120g布纹纸，由承办方统一提供，各队自行裁剪粘贴。
要求
围护材料在外观上必须全部覆盖挑篷上部及背部区域；即从挑篷上方和后方看，围护材料不得出现空隙（见图3）。
围护材料可探出支承骨架边缘，但其最大探出长度不得大于20mm。
图2 看台平面图及剖面图
图3 悬挑结构示意
为保证竞赛的公平性、合理性和可操作性，对挑篷几何尺寸做如下限定：1）在距挑篷前缘60mm区域内（图4中的A点附近），必须保证屋面平坦，不得有明显的倾斜和弯曲，以便竞赛过程中的加载与测量；
2）挑篷结构上弦前缘（即图4中的A点）高度不得低于650mm，在挑篷结构的下方（即图4中B点以下以右区域）不得出现任何构件；
3）屋面前缘最低点不得低于后缘的最高点，相当于图4中的A点高度不低于C点。
图4 尺寸限值（图中括号内数字为相对于O点的坐标）
3、加荷方式
采用在悬挑屋盖上加竖向静载和风荷载的方式考核各队模型的刚度和承载力。
3.1 荷载施加
1）在距悬挑屋盖前缘50mm处缓慢施加一重物加载条，测量屋盖前端在重物荷载作用下的竖向位移（见图5），记为d1。
重物加载条为钢质，截面
20mm×20mm，长600mm，重约1.88kg，在屋面上沿垂直悬挑方向放置，测量完毕后取下。
2）在悬挑屋盖前1m处设置一鼓风机，进行两档风速加载，第一档为
9m/s，第二档为12m/s。
测量并记录9m/s风速下屋盖前端的位移时程（见图6），根据3.2节的数据处理方法得到得到结构的风振极值响应，记为d2。
3）进行12m/s风速加载，考察模型的极限承载能力，模型出现损坏即视为比赛失败。
注：模型损坏的标志为模型任何构件（包括覆面材料）或连接发生明显破损。
图5 屋盖前缘加载位置和测量位置俯视图
图6 模型及鼓风机位置示意图
3.2 位移测量
采用非接触式测量方式，共两个位移测量点，同时记录，位置如图5所示。
在进行动态数据处理时，首先剔除加载初期（前5s）的非平稳段，然后对每个测点时程记录中的前3个最大动位移（绝对值最大）取平均，作为该测点的风振极值响应，再取两个测点风振极值中的最大值作为结构风振响应的考核指标，记为d2。
综合静载和风荷载两种情况，确定模型的综合位移
D=0.5(d1+d2)。
该值将作为考量结构刚度的依据。
注：以上计算中的位移均取绝对值；12m/s风速下仅考察结构极限承载力，不记录结构位移。
4. 模型制作材料及鼓风机
4.1 模型制作材料及工具
竞赛期间，承办方为各队提供如下材料及工具用于模型制作。
木材：桐木，长度1250mm，截面规格有2mm×2mm、2mm×4mm、
2mm×6mm，4mm×6mm；1mm×55mm；
木材力学性能参考值：顺纹弹性模量1.0×104MPa，顺纹抗拉强度30MPa。
120g/m2布纹纸、M4螺栓（无垫片）
胶水：502胶水
制作工具：美工刀、钢尺、砂纸、锉刀、改锥、小型锯子等。
另，承办方还提供公用的砂轮机、打孔机等。
4.2 鼓风机
本届大赛所用鼓风机与第三届全国结构大赛相同，相关参数如下表，具体联系方式见附件。
名称新型节能低噪声轴流风机
型号SF7-4
厂家上海金蓝机电设备成套有限公
司
功率3kW
转速1400n/min
风量2500m3/h
风速23m/s
全压力340Pa
5. 模型安装、加载及测试步骤
5.1赛前准备
A. 模型称重：将制作好的模型（不含支座螺栓）在未连接过渡钢板前称重（精度0.1g），螺栓按每个2g另计，最后将称重结果与螺栓重量累加，作为考核模型重量的依据。
B. 将模型安装在过渡钢板上，等待入场。
C. 得到入场指令后，迅速将模型及过渡钢板抬进场内，固定在看台上，准备进行加载。
D. 以上过程由各队自行完成，赛会人员负责监督、标定测量仪器和记录。
如在此过程中出现模型损坏，则视为丧失比赛资格。
5.2 加载及测试步骤
A. 参赛队代表进行1分钟陈述，之后评委提问1分钟。
B．将重物加载条缓慢放在屋盖上指定位置处，等待15秒结构变形稳定后，根据位移计上的示数记录位移值（精度0.1mm）。
C. 取下重物加载条，重新标定位移计，然后启动风机连续施加两档风载，并通过位移计进行实时记录。
D. 如在以上过程中出现模型损坏，则视为比赛失败。
6. 评分标准
（一）结构评分按总分100分计算，其中包括：
A. 计算书及设计图 10% （共10分）
B. 结构选型与制作质量 10% （共10分）
C. 现场表现 5% （共5分）
D. 结构重量 50% （共50分）
E. 结构刚度 25% （共25分）（二）评分细则：
A. 计算书及设计图（共10分）
a．计算内容的完整性共6分
b．图文表达的清晰性、规范性共4分
注：计算书要求包含：结构选型、结构建模及主要计算参数、受荷分析、节点构造、模型加工图（含材料表）。
B．结构选型与制作质量（共10分）
a．结构合理性与创新性共6分
b．模型制作美观性共4分
C．现场表现（共5分）
a．赛前陈述共3分
b．赛中答辩共2分
D．结构重量（共50分）
在所有成功完成竞赛的模型中，质量最轻者得50分，最重者得10分，其余
队模型的重量分数S
1
按下式计算：
式中：M
min 为重量最轻者的质量，单位g；M
max
为重量最重者的质量；M
1
为所考察
模型的质量。
本项所得分数保留小数点后两位。
E．结构刚度（共25分）
在所有成功完成竞赛的模型中，综合位移最小者得25分，最大者得5分，
其余各队模型的刚度分数S
2
按下式计算：
式中：D
1为所考察模型的综合位移绝对值，D
max
为所有模型中的最大综合位移，
D
min
为所有模型中的最小综合位移，单位mm；本项所得分数保留小数点后两位。
以上A-E各项得分相加，分数最高者优胜。