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青岛二中第二届“卓越杯”初中生科技创意邀请赛结构设计试题

来源:e度论坛        2013-03-18 17:05:11

说两句

  竞赛背景:近年来频发的地质灾害给人们带来了巨大的损失,现在要求在某山区建设一座单层房屋,要求房屋内部要有一定的空间可以进行活动,房屋要能承受住房屋整体的重量,并且在遇到地震等灾难性情况能够承受住一定冲击。

  一、比赛宗旨及目的

  提高学生对科学工程的认识,培养动手能力和团队意识。

  二、竞赛内容

  竞赛采用木条材料制作一空间大跨结构模型,具体结构形式不限,模型内部可放置一直径为350mm,高150mm的圆柱体,并且能通过加载试验。

  三、材料及制作工具

  1、主体材料:木条规格:2×2mm,2×4mm,2×6mm,2×8mm。粘接剂:502胶水

  主体材料和胶接材料由青岛二中统一提供,不允许使用任何其他材料。

  2、制作工具:不限。

  (注:工具不可作为整体结构的一部分)

  四、尺度要求

  模型结构的支承点应分布在外径为550mm,内径为450mm范围内。结构的内部应能够放置直径为350mm,高150mm的圆柱体,结构的总高度为300mm,结构顶部中央应有不小于直径100mm的加载面,参考设计见下图。

注:底面形状自定。

  五、加载试验

  加载分竖向静力加载和竖向冲击加载两部分。先进行竖向静力加载,然后保留部分静力荷载,进行竖向冲击荷载试验。

  1、竖向静力加载

  将模型居中放置在加载平台上,通过加载圆盘(重5公斤,直径400mm)加载,最大竖向荷载约为15公斤,可分三级加载,每级荷载增量为5公斤。

  2、竖向冲击加载

  保留2个竖向静力加载圆盘,将冲击荷载加载管中心对准模型中心,将1个铅球(重4公斤)在顶部释放,释放时铅球的底面离模型顶面约350mm,钢球将以自由落体方式冲击模型。

  七、评分规则

  本次比赛总分100分,参赛模型得分高者取胜。模型制作完毕后,由工作人员对模型进行型式审查,内容如下:

  1、模型材料是否完全由组委会提供,如发现任何参赛队自带材料,该队将被取消参赛资格;

  2、模型尺寸是否符合要求,如不符合要求,该模型将被取消参赛资格。

  ①造型分(30分)

  1、宏观造型(15分)按构思新颖、外形美观、比例协调三原则打分。

  2、微观造型(15分)构件和节点剪裁合理,制作美观,连接可靠。

  ②表现分(70分)

  1、竖向静力加载表现30分

  计算方法为:每加一个圆盘得10分,如果模型被破坏则不得分。

  2、竖向冲击荷载表现40分

  计算方法为:如果模型没有被破坏(指承载结构没有被破坏),得40分。

  ③总分计算

  计算方法为:(造型分+表现分)×(最轻模型重量÷模型重量)。

  注:最轻模型重量指通过竖向冲击荷载的所有模型中最轻的一个。

  八、重要说明:

  1.各参赛学校可以根据规则自行进行练习。

  2.比赛中各参赛学校现场进行设计和制作。

  3.制作工具自带。

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