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3月23日-26日，由全国大学生结构设计竞赛委员会主办、太原理工大学承办的“盈建科杯”第十五届全国大学生结构设计竞赛在太原理工大学开幕。来自同济大学、清华大学、浙江大学等110所高校参赛队伍在模型制作、陈述答辩、模型加载3个环节展开激烈角逐。
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图为参赛选手搭建竹塔。太原理工大学供图
大赛题目模型以三重木塔结构为基本单元，要求参赛者针对竖向荷载、扭转荷载及水平荷载等多种荷载工况下的空间结构进行受力分析、模型制作及加载试验。参加第十五届全国大学生结构设计总决赛的队伍是在全国31个省（市自治区）组织分区赛中产生，514所高校、1209支队伍诞生了111支精英队，争夺本届大赛的全国特等奖、一、二、三等奖。
承办单位太原理工大学土木工程学院院长董晓强表示，在满足模型尺寸规格的前提下，赛题不限定模型的具体结构体系，制作出科学合理、漂亮美观、质量最轻的模型需要选手经过前期多次失败的教训、经验的总结和稳定的现场发挥。比赛中，模型要求经受三级不同工况荷载的试验而不倒塌，这就需要充分利用有限元分析软件、结构力学知识对模型的体系进行设计与选型，要求选手了解所用竹条和竹皮的材料力学特性，熟悉胶水的粘接能力。另外，在掌握这些知识的基础上，选手的手工制作水平也至关重要。
董晓强表示，参赛模型的梁、柱、支撑以及拉条等构件如果随着结构尺度放大，力学承载能力也会在一定范围内满足要求。但超过一定比例之后会出现需要额外考虑的力学效应，有可能现有的结构形式就不满足要求了，需要考虑新的结构形式。荷载放大时也需要考虑建筑美学以及结构正常使用的比例要求。通过此次比赛，可以进一步培养大学生创新意识、团队协同和工程实践能力，提高创新人才的培养质量。
参赛选手、哈尔滨工业大学土木工程学院大二学生何泰鹏赛后表示，前期准备时，我们在学校制作大概约40个模型，用来验证结构体系是否可行，制作模型的过程主要是三个步骤，首先是打磨制作所有杆线，并在提前设计好的图纸上进行装配，再对节点进行加固和检查。比赛考验我们对材料力学等学科知识的掌握，需要通过一系列计算，在理论上保证模型的完备，其次考验现场手工能否达到精度，保证模型足够稳定。
何泰鹏介绍道，我们模型的一大亮点就是顶部的拉条尽可能向下延伸，这样做有三个好处，首先结构形式上拉条与主支撑杆间接触面积更大，使连接更加稳固，其次是材料用量，它可以改善顶部的受力，很大程度减少横梁受到的压力，可以达到缩小截面，节约材料的效果，第三是受力优化，它能将三级水平荷载分力最大程度转化为竖向的力，有效减少拉杆的形变，保证模型平衡稳定性。
最终，长沙理工大学城南学院荣获特等奖，太原理工大学、哈尔滨工业大学等40支参赛队伍荣获一等奖，成都理工大学工程技术学院等56支参赛队伍荣获二等奖。
被誉为“土木皇冠上最璀璨的明珠”的全国大学生结构设计竞赛是由教育部批准的全国性九大学科竞赛资助项目之一，是土木领域级别最高、影响最大的综合性学科竞赛。大赛旨在构建高校工程教育实践平台，进一步培养大学生创新意识、团队协同和工程实践能力，提高创新人才的培养质量。
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