结构大赛要求

附件1：龙门式起重机模型制作与测试1、选题背景龙门式起重机（gantrycrane）是桥式起重机的一种变形，俗称龙门吊、龙门起重机。龙门式起重机是门式起重机的象形说法。主要用于室外的货场、料场货、散货的装卸作业。整体结构像门形框架，承载主梁下安装两条支脚，可以直接在地面的轨道上行走，主梁两端可以具有外伸悬臂梁。龙门式起重机具有场地利用率高、作业范围大、适应面广、通用性强等特点，在港口货场得到广泛使用。如图1所示的桁架梁式龙门起重机是由角钢或工字钢焊接而成的，优点是造价低，自重轻，抗风性好。但是由于焊接点多和桁架自身的缺陷，桁架梁也具有挠度大，刚度小，可靠性相对较低，需要频繁检测焊点等缺点。适用于对安全要求较低，起重量较小的场地。图1单梁桁架门式起重机2、竞赛模型概述使用竹条和胶水制作一龙门式起重机结构，下部具有至少长600mm，宽350mm的立面空间，将在顶部梁的中央悬挂一质量为10Kg的加载配重，要求结构在此工况下不发生破坏。模型采用竹条材料制作，现场完成模型的制作并加载。模型制作竹条材料、502胶水、砂轮机、加载配重及挂钩由承办方提供，其他制作工具由参赛队自带。13、模型要求模型在重力作用下与加载平面接触，此时模型的正面投影应在如图2所示阴影范围之外。在加载平面上有一600mm*350mm的矩形区域，该区域不能有任何构件。该矩形区域紧贴加载平面，之间没有缝隙，矩形区域下部不能有拉条等结构构件。F模型此区域不能有结构加载平面300300600图2限定范围及加载示意图我们将准备一个如图3所示的外轮廓投影大小刚好是600mm*350mm的检测用长方体。长方体将在模型验收时推入该区域，如果无法推入则视为模型不符合要求。模型检测用长方体凹槽加载配重图3下部净空间及挠度检查示意图24、加载方式模型直接放置在加载平面上，加载平面是水平的。模型与加载平面相互独立，不能粘接。加载平面上将放置一张A0图纸，以保证结构与加载平面之间有一个统一的摩擦系数。模型加载采用悬挂重物的方式进行加载，力F的方向竖直向下。如图2所示，加载位置是正面投影矩形限制区域的中线位置。模型的高度、长度、跨度以及具体的结构形式均不做任何限制，只要保证符合图3所示的挠度检查要求即可。可以出现如图2所示的不对称情况，变截面、变高度、变宽度、梁式结构、张拉结构、桁架结构、预应力结构等等都是允许的。模型必须保证挂钩能顺利挂在模型加载位置，参赛队需根据挂钩对加载点进行设计，保证挂钩顺利悬挂。结构构件不能妨碍悬挂挂钩和配重，模型制作过程中会提供几个挂钩供参赛队伍试挂。如果出现不能实现加载，无法记录成绩的问题，责任由参赛队自负。竞赛所使用挂钩如图4所示的膨胀螺栓吊钩。5.0mm28mm5.0mm5.5mm图4加载挂钩5、失效评判模型在进行加载时，模型的失效分为部分失效和整体失效。出现下列任一情形则判定为模型整体失效，不能继续加载，成绩记为零分：（1）在加载阶段，整体结构出现垮塌或侧倒，无法完成加载；（2）出现违反竞赛规定的其它状况，具体由评委讨论决定。出现下列情形判定为部分失效：（1）整体没有破坏，但模型出现明显的变形，构件发生过大的挠度，导致挂上重物后无法推入长方体的情况。（2）出现违反竞赛规定的其它状况，具体由评委讨论决定。36、模型材料及工具(1)竹材：用于制作结构构件。竹材规格见表1。表1竹材规格及价格竹材规格900*2*2mm900*3*2mm900*3*3mm900*3*6mm900*1*6mm价格（元/根）说明0.550.650.751.351供应单位信息附于本文最后注：竹材力学性能参考值：弹性模量1.0×104MPa，抗拉强度60MPa。(2)502胶水，用于模型结构构件之间的连接，502胶水由承办学校提供，参赛队不得自带502胶水。(3)制作工具：参赛队需自行携带制作工具，可以对材料进行任意机械加工（切、削、剪、磨等均可），但所携带的工具不能改变材料的力学性能。承办方提供砂轮机等公用设备。7、验收过程（1）对参赛队的模型尺寸进行测量。如图3所示将正面投影大小刚好是600mm*350mm的检测用长方体推入模型内部。如果能顺利推入则尺寸合格，如果不能推入则参赛队应立即对模型进行修改；（2）标识加载位置。检测用长方体的中轴线已在长方体上画出，根据中轴线在模型上的位置使用记号笔标识出加载点的位置。参赛作品可以是不对称的，长方体推入后可以在其中任意移动，但参赛队应该在长方体和模型之间留有一定距离，保证加载时能再次推入长方体；（3）模型进行称重，得到质量M（单位：克），精确到小数点后1位；（4）完成以上操作后将模型收库存放；注：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，责任由参赛队伍自己承担。8、加载步骤（1）得到入场指令后，迅速将模型运进场内，安放在加载台上。（2）在安装模型同时参赛队代表进行2min陈述，之后评委提问，参赛队员回答问题。（3）进行加载。将10Kg的加载配重一次性全部悬挂在之前标识的加载位置，双手完全松开后开始计时，10秒时结构未坍塌则算加载成功。4（4）测试挠度。如图3所示，将测试用长方体推入模型内部，如果能推入则挠度合格，如果不能推入则按挠度不符合要求处理。推入检测用长方体时，长方体不能和结构以及加载配重相接触。如果推入时结构坍塌或侧倒则按挠度不符合要求处理。长方体上开有凹槽，参赛队无需担心长方体被加载配重卡住的问题。注：为避免争议，以上所有过程参赛队自行进行。9、评分标准9.1总分构成结构模型评分按总分100分计算，其中包括：计算书及设计图10%现场表现10%（共10分）（共10分）（共80分）加载表现评分80%9.2评分细则9.2.1.计算书及设计图计算内容的完整性图文表达的清晰性、规范性9.2.2现场表现(共6分)(共4分)现场陈述(共10分)9.2.3加载表现评分设Mmin为所有完成加载模型的最低结构质量（包括未失效模型和部分失效模型），第i参赛组模型加载表现分K的计算方式如下：iMmin模型未失效：Ki=×80MiMmin模型部分失效：K=i×80×50%Mi2016年第七届黑龙江省大学生结构设计竞赛组委会附：竹材供应单位：杭州邦博科技有限公司，王军龙：13082806354地址:杭州市文一路310号中竹大厦国家林业局竹子研究开发中心黑龙江省结构设计竞赛QQ群：4175945165