日前,十三届北京市大学生建筑结构设计竞赛在北京建筑大学大兴校区落下帷幕北航五支参赛队共获得一等奖三项,二等奖一项,三等奖一项孙铭禹,郝志煜,王炎组获得国赛名额。
近日,由北京市教育委员会主办、北京建筑大学承办的第十三届北京市大学生建筑结构设计竞赛在北京建筑大学大兴校区成功举办。本届竞赛共有京内外15所高校的400余名师生参加。结构设计竞赛是培养青年学生的科技创新和实践能力、提高科学素养和科研水平、提升教学质量和人才培养质量的有机载体,是华北地区相关专业师生开展行业交流、引领科技创新、促进科技成果转化的重要平台。
本届竞赛共有三组赛题:A组:考虑水平振动的高耸塔式结构设计与模型制作;B组(房屋建筑结构方向):京津冀协同发展十周年展览中心设计;B组(桥梁方向):氢能产业园区慢行景观桥。经过激烈的角逐,北航五支参赛队共取得了一等奖三项,二等奖一项,三等奖一项。北航金沙威尼斯欢乐娱人城谭力豪、许立言、周耀获评竞赛优秀指导老师。
获奖队伍风采展示
A 组:《考虑水平振动的高耸塔式结构设计与模型制作》
赛题以高耸塔式结构为基本单元,参赛者通过针对水平荷载、竖向荷载及水平振动复杂工况对其进行受力分析、结构设计、模型制作及加载试验。
孙铭禹,郝志煜,王炎组在模型设计和多次测试中总结经验并且结合赛题三级加载对模型刚度要求的差异性,成功设计出了富有创造性的活动式斜撑,它是通过用竹皮制成的筒状结构连接两个工字杆所形成的。这种斜撑在水平动载中体现出柔性,同时又在二级加载的侧向荷载中体现出很强的刚度。在满足结构强度要求的时候,省去了很多不必要的冗余结构,最大程度上的减轻了重量。整个塔身采用传统的四方空心杆,抗弯抗压性能都符合要求,较为稳妥。在x轴方向上没有选择添加过多的斜撑或横撑,这样可以最大程度的增大柔性,而在侧面选择了x型的斜撑连接,这样可以保证塔身不会发生倒塌。最终本小组在比赛中力克千钧,为北航取得了国赛资格。
赵沛岳,陈思源,王心燚组在模型设计与制作过程中,面对抗震与拉压强度的要求,结合建模、单元网格受力分析以及振动台实测结果,逐步摸索出了五层长方体与两层方台的大体结构。面对立柱承压弯曲变形,七层结构很好的抵消了大量形变以分散受力。每层主梁采用T形结构以增强刚度,相邻两主梁以可拆卸小倒角连接,能更好地应对单侧受力时的水平扭力。在斜撑的连接,考虑到不同侧面受力大小不同,选择用每侧单斜撑连接、两种构型交替的结构,以更好的解决单侧受力与振动时交替受力的情况。最终形成了一个外观简洁,较轻的塔形结构。
姜陈诚,胡学君,尹思文组的抗震高塔有四层,四根柱由竹皮卷成的方杆连接而成,底部有竹条加固。为了抵抗压力,丁字梁斜撑方向一致,节点处使用了进行加固。为抵抗扭矩,同一层横梁之间使用了小竹条。底座使用了重叠的竹片。比较遗憾的是,由于竹材老化,队伍在本次比赛中只获得了三等奖,但成员一致认为,参与此次比赛对动手能力与协作能力有极大的帮助,希望有机会再次参与比赛并取得更好的成绩。
B组(房屋建筑结构方向)
为模拟建设京津冀协同发展十周年展览中心,设计中应充分体现展览类建筑的性格特征,建成集展览、交流、学习为一体的综合性展览建筑。
设计着眼于京津冀协同发展十年来的成就,眺望未来的发展趋势,将各种丰富的内涵凝聚于一个意象——蘑菇。首先,蘑菇的生长十分迅速,如京津冀十年的发展般朝气蓬勃,生生不息。其次,蘑菇常常以丛为单位生长,他们相互依偎,相互支持,与京津冀协同发展坚持区域一体,协同发展的原则相一致。
B组(桥梁方向)
为氢能产业园区慢行景观桥设计,以共建“碳中和碳达峰”为发展契机,加快形成节约资源和保护环境的产业结构、生产生活方式,优化升级空间格局。
项目名称为《circle》,以循环为理念,通过两层的环形桥面设计在满足通行的基础上还结合了有如氢能站,太阳能板等绿色设计。令该项目极具美观的同时也有多功能的基础设施,以促进其产业园区的综合发展。
第十七届全国大学生结构设计竞赛拟定于2024年11月6至10日在广州大学举行。预祝代表北航参赛的孙铭禹,郝志煜,王炎组取得好成绩。