文档介绍：2014年第一届海南省大学生结构设计竞赛赛题
竞赛主办单位:海南大学,海南省力学学会
竞赛承办单位:海南大学土木建筑工程学院
竹质多层塔式结构
一、竞赛模型
竞赛模型为多层塔式结构,采用竹质材料制作,具体结构形式不限。系统由底板、多层结构模型、顶部质量块、位移控制装置、加载测力装置几个部分构成。质量块通过热熔胶固定于塔顶,多层结构模型由参赛选手制作。模型称重后,先与竹质底板通过502胶粘结;之后,通过螺栓将竹质底板固定于钢质底板上,如图1所示。
二、模型要求
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(1) 底板:模型底板粘结在尺寸为34cm×34cm×10mm的竹板上(不计入模型总质量,且由主办方提供)。模型底板需限定在34cm×34cm平面范围,按图示要求预留螺栓孔。为保证模型与竹板间粘结的可靠性,请注意柱脚设计(计入模型总质量)。
(2) 模型大小:模型总高度H应为70~110cm,允许误差为±5mm。总高度为模型底板顶面至塔顶(模型顶面)上表面的垂直距离,但不包括塔顶质量块的高度。模型塔顶尺寸应保证质量块不超出楼层范围且不直接跟柱接触,模型底部柱外皮应该限定在22cm×22cm的正方形平面内,即整个模型需放置于该正方形平面范围内。
(3) 楼层数:模型层数不限,底板视为模型第一层楼板。顶层楼面须通过设置于边缘的梁予以明确定义。
(4) 楼层净高:每个楼层净高应不小于22cm。楼层净高是指该楼层主要横向构件顶部与其相邻的上一楼层主要横向构件底部之间的最小距离。若底板上设置有地梁,则第一层净高需自地梁顶部开始计算;若无地梁则从底板顶面开始计算。柱脚加劲肋、隅撑及其他外立面构件不影响计算楼层净高。
(5) 其他要求:模型只能通过地梁、柱子与底板粘接;在模型内部,楼层之间不能设置任何横向及空间斜向构件。
(6) 模型顶面为平面,应满足安全放置质量块的要求。
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(1)利用热熔胶将附加质量块固定在顶层上,可在顶层设置固定质量块辅助装置,但辅助装置不能超出楼层范围且不能直接跟柱接触。
(2) 举办方提供的混凝土质量块体积约为底边12cm×12cm,高19cm的长方体, kg。
(3) 加载点设在顶层板面标高位置。加载点粘结金属加载挂钩,需在比赛前安装好。加载位置可以适当加强,具体形式由参赛队员自行设计。
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三、 加载设备介绍
模型加载采用水平静力加载方式。静力加载系统的主要组成部分及相关信息如图1所示。加载系统由矩形钢质底板(固定模型),水平力施加系统组成。水平力施加系统由定滑轮,定滑轮支架,
位移控制装置,测力计,钢丝绳等组成。
四、加载与测量
 荷载施加方式:
本次竞赛采用静力单向加载,即模型试验仅在单一水平向施加静力作用,模型的抗侧体系应在计算书中阐述清楚。试验时模型放置方向通过抽签挑边确定,如图2中安装底板标识(A或B) 所示。
加载共分四级进行,通过控制结构顶部水平侧移来获得相应的水平承载力。加载采用吊桶加砂的方式进行。力的大小采用测力计测量, N/1000N。加载对应的四级控制侧移如表1所示。
表1 四级加载控制侧移
加载等级
控制侧移(mm)
读数稳定后最少持荷时间
第一级
H/300
30秒
第二级
H