西南交大第十五届结构竞赛建筑工程竞赛细则 A组.pdfVIP

西南交通大学第十五届结构设计竞赛 建筑工程（A 组） 西南交通大学第十五届结构设计竞赛委员会 2015 年3 月 一、赛题名称：柔性索网结构 二、命题背景：柔性索网结构在工程中有广泛应用，如大型公共建筑中常用钢索交叉 编织形成各种美观的曲面屋盖（图1），由于高效利用了钢索的抗拉强度，加上拉索单元的 图1 德国慕尼黑奥林匹克运动场屋盖 自重很轻，因此形成的曲面索网具有很强的跨越能力，可轻松实现上百米的跨度，如正在建 设的世界上最大的射电天线（图 2），为倒扣的球冠状，其跨度达 500m。同时，利用柔性 索 图2 贵州FAST 工程 网和其它支撑构件、耗能元器件结合形成的张力结构体系还可以用于坡地、山地的落石、崩 塌等地质灾害的防护，是一种新型的灾害防护结构（图3），具有施工便捷、维养方便、传 力精巧、抗冲击能力强的优点，且蕴含中国传统“以柔克刚”的太极拳思想。根据必威体育精装版的研 究成果，以柔性索网形成的这类新型防灾结构可实现与航母着舰拦阻接近的抗冲击能力。拉 大滑移 大变形 强冲击 图3 柔性防护网结构与着舰拦阻系统类比 索作为只受拉的柔性力学单元，可与很多刚性构件组合，形成更丰富的大跨越结构体系，在 土木工程中具有广泛的应用空间，以拉索作为关键受力构件形成的空间张力结构体系也是当 前结构工程领域的研究热点之一。 三、竞赛模型： 竞赛模型为索网结构模型，结构模型包含模型底板、支撑架与索网3 部分，索网面（含 支撑索）支撑在支撑结构上，支撑架固定于模型底板。支撑架采用竹质材料，索网和支撑索 采用国标22 号铁丝（直径0.71mm）。试验模型包含结构模型、静力加载块、传载球冠、 静力加载方盘、冲击加载架、冲击锤和加载软垫，加载块用于检验结构模型的静载能力，加 载方盘用于盛放加载块，方盘吊挂于传载球冠上，传载球冠放置于网面。冲击锤与冲击加载 架用于模型的抗冲击能力检验，1mm 厚塑胶加载软垫用于冲击加载时铺设网面使用。模型 固定底板，加载块、加载方盘、传载球冠、冲击锤、加载软垫与冲击加载架由承办方提供， 结构模型由参赛选手制作，现场采用热熔胶将模型固定于木质底板，再将木质地板用螺栓固 定于试验台座平面上，图4 为一示意性结构图。参赛模型制作时，索网的网格形式、编织方 式、支撑架形式、网面的曲面形式及轮廓形状可自行设计，形式不限，只需满足图5~6 限定 尺寸。 支撑索 铁丝网面 支撑索鞍座或锚点 模型底板 底板 木质地板 开孔 支撑索 支撑架 图4a 结构模型示意 结构模型 15cm直径加载球冠 木质底板 8Ø9锚固孔 桌子 图4b 模型静力加载示意 图4c 加载系统示意 图4d 加载系统轴测 四、模型要求 4.1 模型几何要求 支撑结构最大允许边界 8Ø9 木质 底板 边界