第十届福建省大学生结构设计竞赛赛题20170302.pdfVIP

第十届福建省大学生结构设计竞赛赛题 1 背景 福建省位于环太平洋地震带，地质结构复杂、地震频发，由地震引起的建筑 结构震害和次生灾害问题比较突出。汶川8.0 级地震后，国家对防震减灾工作提 出了更新、更高的要求，通过发布第五代地震区划图 （即 《中国地震动参数区划 图》GB18306-2015 ），全面提高了我国的抗震设防能力。 此外，在美国“9.11 ”世贸双子塔倒塌事件发生后，国、内外结构设计人员 在反思中发现，传统的只保证结构“安全性、适用性和耐久性”的设计理念在目 前大环境下存在一定的不足或缺陷，并据此提出了另一项保证指标——结构鲁棒 性（Structural Robustness ）。国际标准ISO 2394 （1998）《结构可靠性通则》将结 构鲁棒性定义为：“结构在火灾、爆炸、冲击以及各种人为错误或破坏等突发事 件作用下，不发生与初始破坏不成比例的大范围倒塌的能力。”由此可见，结构 鲁棒性体现了结构对局部破坏的不敏感性以及结构的抗连续倒塌能力，是对结构 可靠性的更高要求。 2 总体模型 总体模型由加载台和建筑模型两部分组成。 2.1 加载台 加载台座如附图一所示，模型加载平台板为 1100mm ×1100mm 的实木平台 （厚度18mm），通过4 根M 18 的高强螺杆与加载台底座连接，加载台右侧为水 平向加载装置。 2.2 建筑模型 建筑模型由模型底板和上部建筑组成。 底板采用竹集成板材，标准尺寸960mm ×1100mm ，厚度12mm 。 上部建筑采用竹材（竹条和竹皮）制作，属平面和立面不规则建筑。上部建 筑由三个总层数分别为 3、4 和 5 的子结构组成，底层平面为“L ”形 （见附图 二和附图三，各子结构的位置不允许变动）。建筑平面轴网尺寸为 900mm × 900mm，各拟设的柱子间距为 150mm，其中 6 个角柱为必选项，均应设置（用 “□”符号表示，并进行了编号），而其余柱子为可选项（用“○”符号表示）， 按需设置。结构层高最少为210mm （层高计算到楼面或屋面），同层楼（屋）面 标高应一致，总建筑高度 （计算至最高点）不超过1200mm。结构类型不限，但 室内空间不允许设置空间斜撑（垂直投影线与建筑轴线不共线的支撑均定义为空 间支撑）。 上部建筑各层每150mm ×150mm 的平面面积内均施加500g 的竖向荷载。 梁、柱截面形式不限，柱脚与底板的连接采用热熔胶或胶水粘结，底板与加 载平台板通过夹具固定。 3 模型制作要求 3.1 模型的加载台和底板由竞赛主办方统一提供，并在显著位置标注底板的自重 （精确到1g）。各参赛队不得对底板进行任何致重量改变的操作，如挖空、削皮、 洒水等，否则视为违规。 3.2 模型的其余部分由参赛队制作。模型结构的所有构件、节点及连接部件均采 用给定材料与粘结胶水手工制作完成。 3.3 各层每150mm ×150mm 的平面面积内均应施加500g 的竖向荷载，未满足要 求者视为违规。竖向荷载 （荷载块）由参赛队牢固粘结在楼面或屋面板上，在加 载过程中若出现加载块脱落，则视为失败。 3.4 模型应组装为整体，即将底板与上部建筑装配成整体。模型底板与加载平台 板通过4 个夹具固定。 3.5 模型制作时间为 12 小时。模型应在规定的制作时间内组装为整体，此后不 能再有任何实质性的操作。 4 模型材料和制作工具 此处提到的模型材料和制作工具均由竞赛主办方统一提供。 4.1 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。 表1 竹材规格及用量 竹材规格 竹材名称 数量 1250mm×430mm ×0.50mm 本色侧压双层复压竹皮 4 张 竹皮 1250mm×430mm ×0.35mm 本色侧压双层复压竹皮 4 张 1250mm×430mm ×0.20mm 本色侧压双层复压竹皮 4 张 900mm ×6mm ×1mm