第二届全国大学生结构设计信息技术大赛竞赛题2019-105

第二届 全国大学生结构设计信息技术大赛 竞赛题 全国大学 生结 构设计信息技术大赛组委会 二〇一九年九月 第二届全国大学生结构设计信息技术大赛竞赛题 第二届全国大学生结构设计信息技术大赛竞赛题第二届全国大学生结构设计信息技术大赛竞赛题 一、竞赛题目及要求 1. 竞赛题目 为贯彻住建部《2016-2020 年建筑业信息化发展纲要》 ，推动信息技术与建筑业发展深度 融合，本次竞赛以 BIM 结构设计为主题。 竞赛题所选项目为某装配式建筑，建筑面积约 15000 平方米，建筑高度 91 米，地上 30 层（主体结构） ，标准层平面图见图 1-1，完整建筑图详见附件一。要求参赛队伍根据建筑图 进行结构设计，建立相应的 BIM 结构模型，通过 Revit 软件和 GSRevit 软件进行结构施工图 绘制（A 类团队）和预制构件深化（A、B 类团队） ，并输出相应的图纸（建筑图中竖向构件 仅为示意） 。 图 1-1 标准层平面图 1 第二届全国大学生结构设计信息技术大赛竞赛题 2. 设计资料及要求 (1) 项目总体信息 本项目结构计算所需相关总体信息见表 1-1。 表 1-1 项目总体信息表 抗震设防分类标准 结构抗震设防烈度 设计基本地震加速度 建筑场地类别 设计地震分组 基本风压 地面粗糙度 标准设防类（丙类） 7 度 0.10g II 类 第一组 0.8kN/m2 B 类 (2) 结构体系 本项目结构体系限定为“装配式钢筋混凝土剪力墙结构” 。 (3) 结构布置 结构布置应满足受力合理、不影响建筑功能的要求。 本项目为住宅类建筑，室内部分尽量减小结构梁尺寸，外立面周边梁高≤800mm，梁柱 尺寸过大视为“影响建筑功能” 。 对于竖向构件，在满足规范要求的前提下，底部结构加强区剪力墙厚度≤300mm，非底 部结构加强区剪力墙厚度≤200mm，端柱尺寸按原图纸。 (4) 材料强度 钢筋：所有钢筋统一选用 HRB400 级钢筋。 混凝土：C30≤竖向构件强度等级≤C60，C30≤水平构件强度等级≤C35。 2 第二届全国大学生结构设计信息技术大赛竞赛题 (5) 计算荷载 本项目计算荷载按照表 1-2 取值。 表 1-2 结构设计荷载表 荷载功能分区 卫生间 门厅、走道、大厅、卧室、 楼面荷载（kN/m ）2 楼面附加恒荷载 6.0 1.5 2.0 1.5 4.0 楼面活荷载 根据《建筑结构荷载规 范》 GB50009-2012 取值客厅、厨房、阳台 楼梯 其他未注明功能区域2.0 按上人屋面设计，2.0 按 3.2 kN/m2计算 按 2.8 kN/m2计算 3.0 kN/m 屋面荷载（kN/m2）/ 外墙荷载 线荷载内墙荷载（不区分墙厚） 阳台栏杆荷载 说明：1、GSRevit 软件录入时，构件自重由程序自动计算；女儿墙荷载 26X0.2X1.3=6.8 kN/m 2、线荷载应按建筑层高扣除梁高计算，不考虑门窗洞口的荷载折减。梁荷载2.8x2.5=7 kN/m (6) 计算参数 计算参数取值原则上根据相关规范确定，部分计算参数统一按表 1-3 取值。 表 1-3 部分计算参数取值表 计算参数 混凝土构件容重 参数取值 26 kN/m3 根据《抗规》 6.1.2、6.1.3 确定 2.0 0.90 计算参数 计算地震作用和风荷载 结构阻尼比 结构重要性系数 体型系数 - 参数取值 0.05 抗震等级 中梁刚度放大系数 周期折减系数 1.0 1.4 - 3 第二届全国大学生结构设计信息技术大赛竞赛题 (7) 设计要求 本竞赛题设计要求如下： a)只要求进行地面以上部分结构设计，不要求进行地下室设计和基础设计，计算模型 嵌固端设置在±0.000； b)按装配式建筑进行设计，预制构件为：叠合梁、叠合板、楼梯和夹芯外墙，剪力墙 和卫生间沉箱楼板采用现浇； c) c)不要求楼梯参与结构整体计算；；楼板设备管井开洞可不建入模型； d)设建筑标高为 H，结构层面标高为：H-0.050，卫生间板面标高为：H-0.400，阳台、 露台板面标高为：H-0.100（单位：m） 。 e)计算分析只要求进行竖向荷载、风荷载和水平地震作用计算，水平地震作用只要求 进行多遇地震下的弹性计算。 f)A 类团队要求：地震下结构楼层位移比≤1.40。 g)结构建模的标准层按下表划分，配筋设计时，6~30 层统一归并为一个标准层。 建筑楼层 RF(屋面) 6F~30F(标准层) 2F~5F(底部结构加强区) 地下室~首层 结构建模标准层 3 2 1 首层作为嵌固端，首层及以下楼层不建模 h)计算参数及设计结果满足下列规范规程的要求： 《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012 《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010（2016 年版） 《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015 年版） 《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010 《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-2014 《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018 3. 参赛任务 要求：A 类团队完成以下（1~7）项；B 类团队完成以下（1~3） 、 （5~7）项； （1）采用 GSRevit 进行结构布置并建立 Revit 结构模型，Revit 软件版本可采用 2016、 2017 或 2018 版。 4 第二届全国大学生结构设计信息技术大赛竞赛题 （2）采用 GSRevit 输入设计信息和计算荷载，用 GSSAP 完成结构计算分析。 （3） 在 Revit 软件中创建标准层结构模板面， 并标注主要构件的截面尺寸及定位尺寸 （参 考图 1-2） 。 （4）使用GSRevit 软件“钢筋施工图”模块协助完成标准层墙柱钢筋图、标准层梁钢筋 图、标准层板钢筋图，并创建相应图纸和目录。 （5）对第二标准层内图 1-3 中户型中，板 B1、B2 和 B3 采用叠合底板，梁 L1 和 L5 采 用预制梁，梁L2 和梁下墙参与预制梁墙，楼梯采用预制，其它部分现浇。对预制楼板进行合 理拆分，绘制构件平面布置图；根据配筋结果，通过 GSRevit 软件绘制图 1-3 中三类预制构 件（叠合板 B1、预制楼梯、外墙梁 L2 及其位置处的预制夹芯外墙）的深化设计图纸各一张 （参考图 1-） ；在结构模型标准层中对图中云线节点区域周边的叠合梁（L1） 、预制夹芯外墙 梁（L2） 、叠合板（B1 及 B2）进行节点钢筋三维碰撞，对钢筋有冲突部位应进行避让处理。 A B C 图 1-2 结构布置图示例(局部) 5 第二届全国大学生结构设计信息技术大赛竞赛题 图 1-3 深化设计区域 （6）利用 Revit 软件的明细表功能生成叠合板数量统计表。 （7）完成以下思考题： A 类团队完成以下思考题： ① 就该建筑体型而言，你认为有那些方面不利于建筑抗震及抗风设计？为什么？ ② 采用查表法，计算 B1 楼板的构件内力、荷载组合及配筋。 ③ 根据电算结果，判断 B 点、C 点是否可作为梁 L1 的支座，请画出梁 L1 的内力计算 简图（荷载及支座条件） ，绘制 L1 弯矩、剪力图，并计算梁 L1 对 L2 的扭矩作用是 多少？ B 类团队完成以下思考题： ① 钢筋混凝土高层