结构大赛心得

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1、1.背景与现状?关于?结构设计大赛，相信我们还比较陌生，甚至对于整个湖北省而言，土木类的设计大赛都是?一个空白。而看看兄弟院校，远如清华大学，同济大学，浙江大学，上海交通大学，东南?大学，大连理工大学，华南理工大学，近如湖南大学等，以及一些地区，如华东地区，华?南地区，北京市，浙江省，湖南省均举办过多届结构设计大赛。大赛的内容，一般为给定?某种材料，要求在一定时间内设计并制作出一个结构，通过承载能力试验，以荷重比最大?者优胜，再综合考虑各项因素决出获奖等级。材料，南方一般采用白卡纸，北方偏向于木?材，至于结构，诸如高层建筑模型，简支桥梁模型，大跨屋架模型等。此类大赛是一个

2、很?好的创新平台，可惜我们学校，包括武汉市，湖北省一直没有举办过。有鉴于此，在经过?第一届全国大学生结构设计大赛的试水后，学院也将举行此类比赛。由于是第一次，精盐?缺乏，各项工作有考虑不周的地方，望大家见谅。好了，闲话打住，进入正题。?（我学校是湖北的，就针对湖北的来说）?2.结构体系概述?纵观当今高层建筑结构体系，一般有：?框架结构（缺点：侧向刚度小，侧移较大）?框--剪结构体系（缺点：对结构设计大赛而言，自重较大）?巨型桁架结构体系（经典案例为香港中银大厦，由贝聿铭设计，全楼可以说是结构美?和建筑美的统一。建筑即结构，结构即建筑。三角形的受力简洁明快，巨型立柱对角布置

3、?，使得抗倾覆力臂达到最大，而从底到顶不断缩进，使得结构受力极为合理。这是我最喜?欢的建筑之一）?筒体结构体系（西尔斯大厦应该说也是建筑和结构统一的又一著名案例，成束筒向上?逐渐截断，简单却又完美，我最喜欢的建筑之二）?框筒结构体系（著名的建筑如汉考克大厦，核心筒+斜撑）?......?其余的就不多说了，一般的书上都有。采用何种结构体系完全凭个人喜好，但是请记?住，结构才是考虑的重点，勿花过多精力在建筑上。并且在准备过程中需要贯穿始终的核?心词是：荷重比和侧移。因此“轻质高强”是目标。因本文的重点在于拓宽大家的思路，?故一般的结构不再详述。下面进入主题（赫赫，看得不耐烦了

4、吧，口水话比较多）。?3.思维的发散与创新?土木工程发展到现阶段应经比较成熟，在现有的结构体系中想有所创新甚有难度，颠?覆创痛固然勇气可嘉，但不现实。这里通过分析竞赛所提供的材料，结合第一届全国大赛?的有意义的启发，提出如下几点，望有助于大家进一步解放思想，发散思维。?4.1?利用材料特性的发散思维?白卡纸，装饰外墙用的硫酸纸以及蜡绳。常规的想法是：以白卡纸作主要受力构建，?硫酸纸装饰外墙，而蜡绳一般不予考虑。我想，这一届校内比赛大部分也是这种做法。现?在，我们换一种思维考虑：?（1）?分析蜡绳的性质。受拉强，不能受压。利用这一特性，可以作出一个全张力结?构。利用柱子受压

5、，绳子受拉。但是不推荐往这方面考虑，原因是比较困难，现有所学的?知识还不足以作出这类结构。并且世界上这种全张力的高层建筑仅有概念设计，并无实例?。他的困难还在于其施工。绳子节点出的固定问题，以及类似砼的应力松弛问题都难以解?决。综上，希望大家不要耗过多的精力在蜡绳的应用上。?（2）?硫酸纸是否只能用来做装饰而不能作为主要构件参与结构受力？?答案为否。在?第一届全国大学生结构设计大赛中获一等奖的东南大学的“蒙皮结构”可以说是本次比赛?的最大亮点，也是最有创意的地方。简洁的厂房体型，简单的四根柱子，外墙用硫酸纸包?一圈，使四周密封，形成蒙皮结构，在承受侧向荷载的时候，整个外墙

6、面传递荷载，传力?途径多样，模型本身很轻，制作工艺简单，受力性能良好，无疑是比赛中最优秀的结构。?另外一个也利用了硫酸纸受力的结构是南京工业大学的“升”（没有记错吧），三道硫酸?*2006-8-1403:12*回复**JameFu*0位粉丝*2楼纸长条斜着隔几层螺旋设置，受侧向力作用的时候，长条受拉，虽然在贺载试验中失败，?但是其思想依然可以借鉴。?3.2?从施工工艺上的发散思维?普通的做法类似于预制构件装配式施工（：（施工方面的术语都忘了），即：先制作?构件，然后进行装配。而下面介绍的几个案例则类似于现浇施工，节点处的强度有较好的?保证。（案例均取自于第一届全国结构设计

7、大赛）?案例一：特等奖得主，来自浙江大学的模型，结构受力部分为“A”型，在顶部增设附?属结构以满足150mm*150mm的加载面要求。从结构上看，该方案并无任何突出之处，但是其?让人惊叹的地方是施工工艺。通过与他们的交流得知其独特的施工方法。该结构可分为两?榀平面框架，均成A型（简化表示），施工者对每个A型框架整体制作。现作出柱梁，然后?拼成A型的内核，接着在外表粘一层白卡纸，同过精确定位，将外面的白卡纸又裁成A型，?再通过梁与另外一榀框架连接形成结构。从外表看，整个结构犹如现浇得整体，小巧而美?观，节点处粘结不牢的问题自然消