1、2011年長安大學建工學院結構設計邀請賽賽題為適應低碳經(jīng)濟需求，迎接土木工程專業(yè)復評估，同時激發(fā)我院學生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)大學生的動手實踐能力，提高大學生的綜合素質，并進一步提高加強高校間學生科技活動的交流與合作，結合第五屆全國大學生結構設計競賽參賽隊員的選拔工作，擬組織承辦2011年長安大學建工學院結構設計邀請賽，除本校學生外，邀請西安市有土木類專業(yè)學校的學生組隊參加。一競賽模型競賽模型為風能建筑結構模型，模型包括主體結構及風力發(fā)電裝置兩部分，圖1為結構示意圖。主體結構通過螺栓固定在底座上，發(fā)電機通過螺栓固定在結構構件上，葉片通過螺栓與發(fā)電機連接件相連。主體結構與葉片由參賽選手設計制作，底座、

2、發(fā)電裝置及量測系統(tǒng)由承辦方提供。圖1 模型總體布置圖（單位：mm）二競賽內容及要求1.競賽內容競賽內容包括：理論方案設計、結構模型制作、作品介紹與答辯、模型加載試驗。2. 參賽要求每個參賽隊由3-5名學生組成，每位參賽者只允許參加一個參賽隊，各參賽隊應獨立設計、制作。每個參賽隊只能提交一份作品，并給作品命名。競賽分為預賽和決賽，各參賽隊加載順序由抽簽決定，根據(jù)預賽情況，按照排名前后，取一定比例的參賽隊進入決賽。3. 理論方案要求（1）理論方案的內容應包括：設計說明書、方案圖和計算書。設計說明書應包括對方案的構思、造型和結構體系及其他有特色方面的說明；方案圖應包括結構整體布置圖、主要構件詳圖和方

3、案效果圖；計算書應包括結構選型、計算簡圖、荷載分析、內力分析、承載能力估算等。（2）正文按設計說明書、方案圖和計算書的順序編排。理論方案要求用A4紙打印，一式二份于規(guī)定時間內交到競賽組委會。三、模型要求模型長、寬、高三向尺寸分別不應大于800mm、800mm、1500mm，實際誤差為±3mm。1.主體結構主體結構采用白卡紙制作，層數(shù)由參賽隊自定，除底層外，每層應設置樓板，層間應設置外墻，且必須滿足由外墻及樓板封閉的至少1.5m2的封閉使用空間，每層凈高不得低于150mm。底座為帶螺栓孔的鋼板，平面尺寸1000mm×1000mm，主體結構通過M4螺栓固定在底座上，螺栓重量計入

4、模型總重，底座示意圖見附圖。2風力發(fā)電葉片風力發(fā)電葉片采用薄塑料板材，安裝組數(shù)、位置及形狀由參賽組自行設計，但組數(shù)不得超過10個，葉片順風向、橫風向、豎直方向不得超過模型總體規(guī)定范圍（800mm×800mm×1500mm）。發(fā)電機通過M3螺栓固定在結構構件上，發(fā)電機連接件上有三個夾角為120º，直徑為3mm的孔，見附圖。風葉通過M3螺栓安裝在發(fā)電機連接件上，螺栓重量計入模型總重。四、裝置說明1.鼓風機鼓風機采用SF7-4新型節(jié)能低噪聲軸流風機，功率3000w，轉速1400n/min,風量2500m3/h，風速23m/s，全壓力340Pa，實物照片見附圖。鼓風機距模

5、型距離1m，鼓風機中心高度距模型底部800mm處。采用兩檔風速，距鼓風機1m處的風速參考值為6.8m/s,9m/s。2.發(fā)電機發(fā)電機由組委會提供，額定電壓12v，額定轉速600轉/分，重量50g，發(fā)電機和連接件尺寸及實物照片見附圖。3.發(fā)電功率量測系統(tǒng)發(fā)電功率量測系統(tǒng)由導線、負載、功率計組成，負載為外接電阻，經(jīng)整流后并聯(lián)，測定總功率。五、材料及制作工具l 230g巴西白卡紙：用于主體模型，尺寸及性能參考值：白卡紙彈性模量名稱種類層數(shù)彈性模量(MPa) 230克白卡紙156.92148.2白卡紙極限應力名稱類型層厚(mm)拉應力（N/mm2）壓應力（N/mm2）備注230克白卡紙0.322.27

6、.0受壓計算時需考慮長細比對穩(wěn)定的影響l 薄塑料板材：用于風力發(fā)電葉片；l 膠黏劑：白乳膠、502膠（僅用于風力發(fā)電葉片的制造）；l M3、M4螺栓（必要時提供墊片）若干，用以固定主體模型和風力葉片；l 模型制作工具包括美工刀、直尺、電吹風等，請參賽者自備。不得使用組委會指定以外的其它任何材料，否則將直接取消參賽資格。六、模型安裝、加載及測試步驟1.安裝步驟1) 風葉通過螺栓安裝在連接件上；2) 發(fā)電機通過螺栓安裝在模型上；3）模型通過螺栓固定在底座上。4）每個參賽隊在安裝時間不超過15分鐘，每超過1分鐘扣一分。2.加載及測試步驟1) 打開風機置于W1檔（風速6.8m/s），計時30s，測定發(fā)

7、電功率P1；2) 將風機置于W2檔(風速9m/s)，計時30s，測定發(fā)電功率P2和模型頂部以下20mm處順風向水平位移及該點的高度h（單位mm），計算傾斜角度。3) 加載結束。3.說明結構以不倒（滿足承載能力極限狀態(tài)）為必要條件。若加載過程中發(fā)生下列任一情況，則視為加載結束：1) 結構整體倒塌；2）模型局部破壞；3）模型有部件脫離整體結構；4）模型傾斜角度大于1/40。七、評分規(guī)則1. 結構評分按總分100分計，其中包含（1) 設計圖及計算書；10% （2) 結構體系與造型；30% （3) 發(fā)電功率； 30% （4) 結構重量； 30% 2 設計圖及計算書各部分評分標準 (1) 設計說明、主要構件設計圖及主要連接圖齊全、基本正確； 5% (2) 計算書中承載能力及變形計算基本正確； 4% (3) 文件資料規(guī)范、清楚； 1% 3結構體系與造型評分標準（1）結構創(chuàng)新性強； 20% (2) 模型制作質量良好； 5%（3）模型連接、螺栓穿孔順利，拼接質量良好； 5%4 發(fā)電功率計算標準 按兩種不同等級風壓下發(fā)電功率的加權平均值按下式計算：（其中i為第i 組別的下標） 將發(fā)電加權平均功率最大組別的加權平均功率記為Pmax，該組該項得分為30%，其余參加組得分為。5 結構重量評分標準取發(fā)電功率不小于平均功率（其中n為有效參賽組數(shù)，即模型未失效組