内容发布更新时间 : 2024/5/2 14:10:16星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

长安大学2016年大学生结构设计竞赛赛题

竹质塔结构模型设计、制作与测试

1. 竞赛模型

设计能够承受一定的竖向荷载和水平地震作用的竹质塔结构模型，具体结构形式不限，可为四根、六根或八根柱组成的框架式空间结构，也可为其他结构。模型包括小振动台系统、上部塔结构模型和塔顶铁块三个部分，铁块通过热熔胶固定于塔顶，塔结构模型由参赛选手制作，并通过螺栓和竹质底板固定于振动台上，图1给出了一示意性结构图。

图1 模型立面示意图(单位：mm)

2. 模型要求

2.1 几何尺寸要求：

(1) 底板：塔结构模型用胶水固定于模型底板上，底板为330mm×330mm×

1

8mm的木板（如图2所示），底板用螺栓固定于振动台上。

(2) 模型大小：模型总高度应为900mm，允许误差为±3mm。总高度为模型底板顶面至塔顶(模型顶面)上表面的垂直距离，但不包括塔顶铁块的高度。模型顶面为平面，应满足安全放臵铁块的要求。模型底面尺寸不得超过220mm×220mm的正方形平面，塔顶不得小于150mm×150mm的正方形平面，即整个模型需放臵于该正方形平面范围内，可为等截面结构也可为变截面结构，模型底面外轮廓与底板边缘应有足够的距离以保证螺栓能顺利紧固。模型的主要受力构件应合理布臵，整体结构应体现“创新、轻巧、美观、实用”的原则。

图2模型底板示意图(单位：mm)

2.2 模型及附加铁块安装要求：

(1)利用热熔胶将附加铁块固定在塔顶上，可在顶层设臵固定铁块辅助装臵，但辅助装臵和铁块不能超出塔顶范围且不能直接跟柱接触。

(2) 提供的铁块为底边150mm高50mm的长方体，重量约为8.83 kg。

3. 加载设备介绍

2

结构模型采用第二代改进型WS-Z30小型精密振动台系统进行模拟水平地震作用的加载，考察模型承载力。振动台系统的主要组成部分及相关参数信息如下：

水平振动台：型号：WS-Z30-50

指标：水平台尺寸：506×380×22mm，荷载：30kg，重量：11.5kg，材料：铝合金LY12。

功能：承载实验模型。 激振器：型号：JZ-50

指标：工作频率：0.5～3000Hz，最大位移：±8mm，激振力：500N，重量：28kg

功能：使水平台振动

图3 水平振动台和激振器

图4 功率放大器

功率放大器：型号：GF-500W

指标：失真度：<1%，噪声：< 10mV，输出阻抗：0.5Ω，工作频率：DC～10000Hz，

输出电流：25A，输出电压：25V，功率：500VA，供电电压：220VAC，尺寸：44x48x18cm，

重量：18g

功能：为激振器提供输出功率

4. 加载与测量

3