大学生结构设计竞赛赛程

设计并制作一个输电塔模型（以下简称“模型”），模型放于250mm×250mm×300mm（长×宽×高）的套筒内，套筒底面中心点为O点，模型上须设置“低挂点”2个，“高挂点”1个用于悬挂导线，“高挂点”同时作为“水平加载点”用于施加侧向水平荷载，相关尺寸要求如下：

① 模型底面投影尺寸限制在250mm×250mm的区域内；

② 低挂点应为模型最远外伸（悬臂）点，距离底板表面高度应在1000mm~1100mm范围内，2个低挂点在底板面上的投影应分别位于如图 2a 所示的上、下扇形圆环阴影区域内；

③ 高挂点距离底板表面高度应在1200mm~1400mm范围内，其在底板面上的投影距离底板中心点不得大于350mm，且高挂点应为模型的最高点。模型低挂点、高挂点的竖向位置要求如图 2b 所示。

低挂点1导线1导线4导线2R≤45050r≥3导线3套筒内轮廓线（250×250×300）导线6低挂点2≤250≤250导线5

（b）三维简图（构型仅供参考）

（a）俯视图

图1输电塔模型制作尺寸要求（模型结构形式为示意）

正式比赛前，对各参赛对上交的模型进行几何外观尺寸及挂点位置检测，每个挂点需标识出，作为挂点（水平加载点）中心，据此得出水平两侧各5mm、共10mm的挂点（水平加载点）区域。

3. 模型加载实验要求

输电塔模型的加载装置主要由承台板、下坡门架、上坡门架和侧向加载架组

成，如图2所示。下坡和上坡门架均设有“低挂点”2个、“高挂点”1个，导线悬挂在下坡门架、模型和上坡门架的对应挂点上（对低挂点，门架与模型之间仅能在同侧挂点悬挂导线，禁止异侧悬挂），如图3所示。上坡门架位置固定，下坡门架绕O点水平旋转30°。

图3加载装置示意图

1000低挂点1''导线1侧向加载架低挂点1上坡门架低挂点2''导线3导线230°O下坡门架≤250导线5低挂点2'承台板底板（400×400×15）低挂点2导线6

（a）三维简图

图4导线悬挂示意图

加载试验过程如下：

（1）对模型（含高强尼龙绳，不包括导线）进行称重；

≤2501000350350低挂点1'800导线4 （b）俯视图

（2）加载前，首先将模型埋置于预制的套筒内（套筒内壁尺寸250mm×250mm×300mm），然后由参赛组员将套筒与模型放置于承台板上；

（3）模型放置后，悬挂导线1、2、6（导线由主办方统一提供，相关参数见附件二），加载盘和侧向加载引导线，此时为“空载”阶段，本过程中需注意用于悬挂导线和连接侧向加载引导线的高强尼龙绳不允许共用，高强尼龙绳不得兼做结构构件；

（4）一级加载（竖向力）：一级加载为挂线荷载，各参赛对3根导线上所

有加载盘内放置砝码，每个加载盘内砝码质量M1=1.0kg，加载完成停留10s后；

（5）二级加载（水平力）：一级加载成功后，保持一级荷载，然后在模型“水平加载点”通过“砝码+引导绳”的方式施加侧向水平荷载，荷载大小可取1.0kg、2.0kg、3.0kg，计为 M2；加载完成后需停留 10s。

（a）一级加载示意图

图4 加载示意图

4. 模型加载失效判定依据

（b）二级加载示意图

加载过程中，若出现以下情况，将视为加载失败，终止加载，本级加载及后续加载成绩为零：

（1）加载过程中，模型结构发生整体倾覆、垮塌；

（2）加载过程中，导线或加载盘与模型杆件碰触，或导线坠落、挂钩脱落； （3）空载、一级和二级加载过程中，加载盘底至承台板的净空小于200mm； （4）绑扎于模型上的高强尼龙绳滑出标识区域； （4）专家组认定不能继续加载的其他情况。

其他未尽事宜，由比赛现场专家评审委员会及仲裁委员会酌情处理。无特殊情况下（是否特殊情况由专家评审委员会判定），每个参赛队的加载（含模型安装在承台板及悬挂导线的加载准备）应在10分钟内完成。

四、评分规则

结构评分按总分100分计算，包括结构造型与体系、理论分析、模型制作、现场自述和加载试验五个方面。

1.结构造型与体系（10分）

按照模型结构的构思、造型和结构体系的合理性、实用性和创新性评分。 2.理论分析（5分）

按设计说明书、方案图和计算书内容的科学性、完整性、准确性和图文表达的清晰性与规范性等进行评分。

3.模型制作（10分）

按模型制作质量、美观性等进行评分。

以上3项均在现场加载试验前评分完毕。模型尺寸及材料使用不符合设计制作要求的，或参赛过程中有其他违规现象的将直接淘汰，不进入加载试验阶段。

4.模型现场介绍（5分）

现场叙述环节，依据队员现场综合表现（内容表述、逻辑思维、创新点介绍等）由评委当场进行评分。现场队员介绍时间控制在1分钟以内。

5.加载试验（70分）

完成加载试验的模型，按以下方法计算加载分：

（1）一级加载成功，计算第i队模型的单位质量承载力：k1i =M1/M0i。其中，

M1为该级放置砝码质量，M1=1.0kg，M0i为该级加载成功时的模型总质量。k1i 最高的参赛队得30分（满分），记为k1,max，其他参赛队得分Ei1= 30×k1i / k1,max。

（2）二级加载成功，计算第i队模型的单位质量承载力：k2i =M2/M0i。其中，

M2i为施加侧向水平荷载大小，M0i为该级加载成功时的模型总质量。k2i 最高的参赛队得40分（满分），记为k2,max，其他参赛队得分Ei2= 40×k2i / k2,max。

第i队的加载表现得分Ei根据上述2项之和得出，即：Ei = Ei1 + Ei2 注：本赛题由竞赛承办学校大连大学、本次竞赛专家评审委员会和仲裁委员会共同拟定。本赛题解释权归竞赛专家评审委员会和仲裁委员会。比赛中各项得分及相关问题由本次竞赛专家评审委员会和仲裁委员会最终确定。

附件一：大连交通大学第十一届大学生结构设计竞赛计算说明书封面

输电塔模型设计说明书

作品名称

参赛学院

参赛队员

专业名称

指导教师

二○一九年 月 日