014全国大学生结构设计竞赛赛题

附件：2014全国大学生结构设计竞赛赛题

三重檐攒尖顶仿古楼阁模型制作与测试

1、选题背景

中国木结构古建筑在世界建筑之林中独树一帜、风格鲜明，具有极高的历史、文化及艺术价值。其中楼阁式古建筑以其优美的造型和精巧的设计闻名于世，已成为中国古建筑的典型象征。

据历代营造史料记载，楼与阁原有明显区别，但后来因其均为复层建筑，故通称楼阁，其中比较著名的有武汉黄鹤楼、岳阳岳阳楼、南昌滕王阁、烟台蓬莱阁以及西安钟楼等。我国古代楼阁构架形式多样，屋盖造型丰富。在广泛调研及征求意见的基础上，本次竞赛的模型形式确定为三重檐攒尖顶仿古楼阁。该类古建的一个现存实例为明代所建的西安钟楼，如图1所示。基于当前全球已进入巨震期这一工程背景，本次竞赛引入模拟地震作用作为模型的测试条件，这对于众多现存同类古建的抗震修缮与补强具有现实的科学价值和工程意义。

图1 西安·钟楼

2、竞赛模型

竞赛模型采用竹质材料制作，包括一、二、三层构架及一、二层屋檐，其构造示例如图2（a）所示。模型柱脚用热熔胶固定于底板之上，底板用螺栓固定于振动台上。模型制作材料、小振动台系统和模型配重由承办方提供，底板用螺栓固定于振动台上,其加载安装形式见图2（b）。

模型配重

底板 振动台

（a）模型构造示例 （b）加载安装形式

图2 竞赛模型及其加载安装

3、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，允许误差均为±3mm。

（2）一至三层楼面标高（由底板上表面量至各楼层梁的上表面最高处）分别为0.24m、0.42m、0.60m。

（3）沿结构的外轮廓不能设置任何蒙皮。 3.1.2竖向构件布置要求：

（1）结构竖向构件必须是铅直柱，不允许使用斜向支撑与拉条。

（2）各层的转角处必须设置柱，柱位如图3（a）所示。且各层柱在底板上的投影必须分别位于图3（b）、（c）、（d）所示的阴影范围内。

（3）门窗洞口范围如图4所示。门窗洞口沿其所在平面法线方向在结构内部的任意投影范围内不能设置构件，如图5所示。

（a）各层角柱位置 （b）第一层柱投影范围