2015结构设计竞赛赛题(建筑组).pdf

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1、建筑组赛题塔吊模型制作与测试1、选题背景塔吊被广泛应用于建筑工程、桥梁工程、交通工程等施工现场，是一种安全性要求高的施工机械，塔臂及塔架引起事故较为突出。2014年4月22日，遂宁工地上的塔吊拦腰截断，事故造成1死2伤。2014年9月1日，广元工地上塔吊倾覆，事故造成3名施工人员死亡。因此，安全、经济地设计和使用塔吊是一个工程中值得注意的问题。图1.塔吊示意图2、竞赛模型本次竞赛要求设计并制作一个塔吊模型，模型包括塔架主体、起重臂、平衡臂等部件，其构造示意如图2所示。模型采用竹皮材料制作，现场完

2、成模型的塔架结构部分、起重臂、平衡臂及上面所有结构）。模型使用热熔胶与底板固定，模型制作材料包括：竹皮、底板、502胶水、铅发丝线，制作工具热熔胶及胶枪、电钻及钻头、砂轮机、加载配重及挂钩均由承办方提供；其中模型仅能采用502胶水进行制作。图2塔吊构造示意13、模型要求3.1模型构造3.1.1总体规定（1）赛题中所涉及各种尺寸，如无特殊说明，允许制作误差均为±3mm。（2）所有标高起点均为底板上表面。（3）在标高0至+500mm空间只能设置塔架构件，尺寸限定见图3。3.1.2塔架结构（1）塔架水

3、平投影必须在直边长为150mm的正方形阴影范围内，塔架任一高度的几何中心在底板上的投影必须在几何中心位置；塔臂截面高度包含塔架突出塔臂上层杆部分（如图4所示）。（2）模型塔架及吊臂所采用的结构形式不限。3.1.3吊臂布置要求（1）起重臂吊装配重点及平衡臂配重点位置在平面的投影必须在图5所示的x或y轴线直线上。（2）起重臂和平衡臂的配重点位置应设置一根铅发丝线绳套以方便加载挂钩的吊放，横梁和周边构件不能妨碍加载，加载挂钩及下部铅发丝线长度为200mm，挂钩直接悬挂在铅发丝线套上。（3）起重臂和平衡

4、臂的配重点在底板平面的投影位置到塔架底板中心距离分别为700mm和200mm，截面高度300mm，宽度150mm；塔臂截面高度包含塔架突出塔臂上层杆部分（如图4所示）（4）铅发丝线只能用于吊臂（起重臂、平衡臂）阴影区内（见图3），不得用于塔架阴影区内。图3阴影区域设置模型构件图4起重臂、平衡臂截面投影2图5塔架及加载平面投影3.1.4配重布置要求（1）平衡配重和加载配重由承办方提供，平衡配重质量6kg(1块铁块)、加载配重质量6kg（3块铁块，每块质量2kg），其中加载均通过挂钩悬挂在平衡臂与起

5、重臂的横梁上实现。（2）模型吊点要求结构在悬挂平衡配重及加载配重时不发生破坏。3.2模型安装要求（1）模型安装在中密度板上，中密度板由承办方提供，板重不计入模型质量。中密度板：长×宽×厚330×330×12mm。(2)模型固定要求：结构模型固定于330*330mm的正方形底板上，结构底部固定点位置必须在底板的限定区域内（图5底板阴影区域内），不得越界。各队在工作人员监督下统一安装底板，模型底部可使用由承办方提供的热熔胶与底板固定，也可自行使用502胶水固定（除此之外不能使用超出规定的其它材料或工

6、具）。不允许对底板做任何开洞、切割、打磨及刮擦。柱脚埋入热熔胶区域不得超过10mm（注意：因模型底部固定而增加的质量，要计入模型自重）。（3）中密度板板厚12mm，利用8个螺栓固定在基座上，中密度板与基座固定见示意图6，基座为钢板支座；支座顶板见图7，中密度板及螺栓孔示意见图8，螺栓直径8mm，栓孔直径9mm。3图6塔基及固定方式示意图7支座顶板图8中密度板及螺栓孔示意4、加载装置4.1加载方式模型加载采用悬挂砝码的方式进行。模型必须保证挂钩能顺利挂在模型加载位置，结构构件不能妨碍悬挂挂钩和配重

7、，模型制作过程中承办方提供几个挂钩供参赛队伍试挂。如出现不能实现加载情况，则视为模型加载失效。4.2加载过程竞赛时配重的悬挂由参赛队员自己完成。参赛队员首先进行静载测试，悬挂平衡配重，悬挂完成后保持5秒，悬挂加载配重，悬挂完成后同样需保持5秒，结构不发生破坏视为加载成功。动载测试方式为剪断加载配重与模型之间的吊挂丝线。5、加载方法与失效评判模型在进行加载时分静载动载两阶段，出现下列任一情形判定为模型失效，不能继续加载。5.1静载加载失效4①在任意加载阶段，整体结构出现垮塌，无法完成加载；②在吊挂

8、平衡配重期间及结束后5秒之内，模型中任一构件出现开裂；③在吊挂加载配重阶段，模型出现节点脱开；④各级加载过程中出现配重及吊重脱落；⑤结构整体没有破坏，但塔臂出现明显变形（加载点竖向挠度大于规定允许值50mm）；⑥出现违反竞赛规定的其它情况，由评委讨论决定。5.2动载加载失效加载后模型出现整体坍塌。6、模型材料竞赛期间，承办方为各参赛队提供如下材料及工具用于模型制作。（1）竹材，用于制作结构构件。竹材规格款式1250×430×0.50mm本色侧压双层复压竹皮（3张）1250×430×0.35mm本