
参赛选手在进行答辩和撞击测试准备。 记者 黄军 摄
遇到山体滑坡和泥石流,吊脚楼要如何抗击冲撞?27日,由国家教育部、住房和城乡建设部、中国土木工程学会联合主办,重庆大学承办的“中建杯”第六届全国大学生结构设计竞赛在重庆大学举行。来自清华大学、同济大学、哈尔滨工程大学、重庆大学等80多所高校的学生设计的吊脚楼同场接受耐撞力挑战。最后,重庆大学土木工程学院学生制作的“刚&柔”吊脚楼模型最耐撞,赢得特等奖。
题目本土 吊脚楼如何抵抗泥石流
本次结构设计竞赛以“吊脚楼建筑抵抗泥石流、滑坡等地质灾害”为题。
大赛组委会负责人表示,吊脚楼是我国传统山地民居中的典型形式,是先辈们巧夺天工的聪明智慧和经验技能的充分体现。
重庆位于三峡库区,旧式民居中吊脚楼建筑比比皆是。近年来的工程实践和科学研究表明,这类建筑易遭受到地震、泥石流、滑坡等地质灾害发生破坏。
因此,如何提高吊脚楼建筑抵抗这些地质灾害的能力,是工程师们应该想法设法解决的问题。本次比赛便以“吊脚楼建筑抵抗泥石流、滑坡等地质灾害”为命题,具有重要的现实意义和工程针对性。 刚柔并济 “重大好结构”秒杀全场
早上8点,模型现场撞击比赛正式开始。组委会负责人介绍,考虑到竞赛的可操作性,比赛统一以质量球模拟泥石流或山体滑坡,撞击一个四层吊脚楼框架结构模型的一层楼面。
现场参加撞击的模型是参赛各队于比赛前一天在12个小时内现场制作完成的,模型需要承载一定重量,再接受质量球撞击。模型各层楼面系统承受的竖向荷载由附加配重钢板和配重铅板实现。
华龙网记者在比赛现场看到,吊脚楼模型高度大约1米,主要材质是竹片。在第一层撞击板的侧面有一个钢架斜坡,是竞赛撞击加载的轨道。 竞赛撞击加载共有三级。质量球根据钢架斜坡的高度分为一级加载(高度400mm)、二级加载(高度800mm)和三级加载(高度1200mm),质量球由低到高撞击第一层的撞击板,看每次撞击后模型结构会否破裂、倒塌。旁边的大屏幕显示有专门测试模型性能的一个参数,当质量球撞击的时候,大屏幕上就会显示参数。参数越大,表示耐撞击能力越好。
上午10点40分之前,已经有50多个队伍上场比赛,不少队伍的参数都在1-2分之间,超过2分的很少。但是当重庆大学土木工程学院的三名大三学生上场后,参数就“逆天”了。
他们推出的“重大好结构”——“刚&柔”吊脚楼模型第一次撞击加载参数就超过2,三次加载后,模型几乎没有破裂,也未倒塌,面对“灾害”依然坚挺,参数达到4.642,赢得全场雷鸣般的尖叫声和掌声。
最后,他们不负众望,获得了大赛的特等奖。大连理工大学代表队获最佳创意奖,华北水利水电学院获最佳制作奖。
百炼成钢 20多个模型打造出“不坏之身”
“刚&柔”参赛组选手李锐告诉记者,他们三个队友都是一个班的学生,今年8月份就开始为这次比赛做准备。为了制作最佳模型,他们两个月里制作了20多个模型,每个模型还要经过多次撞击测试和改善。
“每天早上7点起床,晚上11点回宿舍,中间就一直在制作模型和测试。”此次“刚&柔”模型最大亮点是第一层的11根横梁,它们可增加模型局部的刚度,而在“吊脚楼”模型四周,交叉的竹制拉条会增加结构的柔韧度,这些竹片是用两个0.2毫米厚的竹片合并制作而成,精细度极高。“刚柔结合,面对撞击的时候,吊脚楼才不会倒塌。”
李锐队伍的指导老师周淑容告诉记者,这样的设计虽然实用性还有待试验,但是能够提供一种方向和创新思维,具有可操作性。
赛事顶级 土木皇冠上最璀璨的明珠
据悉,全国大学生结构设计竞赛(NSDCCS, National Structure Design Contest for College Students)为教育部确定的全国九大大学生学科竞赛之一,是我国土木工程学科培养大学生创新意识、合作精神和工程实践能力的最高水平的学科性竞赛,被誉为“土木皇冠上最璀璨的明珠”。
自2005年以来,NSDCCS大赛秉承“创新、合作、交流”的宗旨,已为全国土木工程学科高等院校开展创新教育和实践教学改革、加强高校与企业之间联系以及推动学科创新活动提供了一个独特且成功的示范平台。
记者了解到,为了完美呈现专业所学,各参赛队伍的准备时间长达两个月甚至更久,模型制作要花12个小时,正式比赛却只有几分钟。“这几分钟是专业能力的直接呈现。”在李锐看来,这样的比赛对专业知识的运用帮助很大。 |