歡迎大家來到“術業專攻,塑土木魂”系列訪談節目第一期!本期節目,科技創新與素質拓展中心邀請到五位在近兩年全國大學生結構大賽中取得優異成績同學參與節目訪談,帶領大家走進結構設計大賽,分享他們的經驗。
第十二屆全國大學生結構設計大賽賽場(華南理工大學)
【競賽簡介】
全國大學生結構設計競賽是由教育部、财政部首次聯合批準的全國性9大學科競賽資助項目之一,旨在構建高校工程教育實踐平台,進一步培養大學生創新意識、團隊協同和工程實踐能力,切實提高創新人才培養質量。該競賽是土木工程學科中含金量最高的競賽,也被喻為土木工程界的“明珠”。比賽時間為每年10月/
【嘉賓介紹】
第十二屆全國大學生結構設計競賽一等獎團隊成員:2016級道橋專業譚淞元、2016級建築工程專業張成
第十三屆全國大學生結構設計競賽二等獎團隊成員:2017級建築工程專業魏大欽、許金宇、祝怡情。
全國大學生結構設計競賽獲獎獎牌
【聚焦大賽】
團隊合作——攜手共進
衆所周知,結構設計大賽是一個團隊合作的比賽,要求參賽隊員三人一組共同完成模型的制作和加載。在團隊分工方面,譚淞元同學認為:首先,從團隊組成來看,每個團隊以隊長為中心,其他兩個隊員配合隊長完成模型的制作。其次,在制作過程中,隊伍中每個人分别負責杆件制作,杆件拼接,節點處理等工作。最後在加載過程中,三人分别在各自負責的相應區域進行加載。
而在備賽期間,三個人在合作時會碰到一些矛盾,而如何化解隊友之間的矛盾也是參賽者的必修課。魏大欽同學覺得隊友之間的矛盾主要集中在對結構破壞形式的看法這方面。隊友之間的看法有時會出現分歧,甚至有時候指向了兩個完全不同的方向。因此,激烈的争論是不可避免的,但是争論往往會讓大家對于問題的理解更加透徹,彼此之間的了解也會加深,很多結構設計的靈感與創意往往也誕生在争論中。
第十二屆全國大學生結構設計競賽參賽師生合影
設計精髓——融會貫通
“設計”二字内涵豐富,“踏實、創新”是結構設計大賽中不可缺少的兩個點。張成同學就專業課程的理論學習和知識運用的關系講述了自己的想法,并詳細闡述了“踏實”和“創新”的重要性。
以踏實的态度學習專業課程,并将理論知識應用于實踐中。比如材料力學、結構力學、鋼結構以及鋼混課程等,這些課程中的理論都可以運用到結構的設計之中。而理論計算與實際情況往往有誤差,這樣更需要參賽者踏實地多做模型,進行加載實驗,不斷發現模型的薄弱點。
“創新”是結構設計大賽中最難的一點。做到這點需要參賽者對理論知識的掌握有一定的深度。應秉持多拉少壓、多軸心少偏心,降低彎矩、扭矩以及剛柔并濟的原則進行設計。結構設計大賽中的優秀作品往往不是生活中常見的結構形式,需要參賽者善于利用賽題規則去突破傳統思維模式,進而創新結構形式。
第十三屆全國大學生結構設計競賽參賽師生合影
制勝法寶——軟件就位
備賽的過程中參賽隊伍還需要使用CAD與Midas這兩個軟件進行協助,掌握和運用這兩個軟件有利于在備賽過程中對結構進行分析。許金宇同學分享了他在軟件操作方面的體會,他向我們介紹道:運用CAD繪制結構的三視圖和模型局部結點拼接圖,需要熟練操作CAD快捷鍵,準确控制圖形尺寸,同時也需要制圖者有很強的三維空間想象力。Midas則是一種分析軟件,我們需要把模型的尺寸參數和給定荷載準确輸入,從而進行有限元分析,得到模型的内力圖和位移圖。這樣結構的受力形式就會一目了然,直觀看到模型的優缺點。
決勝關鍵——心靈手巧
結構設計大賽要求參賽者在規定的時間内,使用現場給出的材料完成模型的制作,并接受現場加載。祝怡情同學提及到,在制作環節中制作工藝對于模型是否最終能成功加載有着至關重要的影響。想要在比賽中取得好成績,設計的模型不僅需要有一個合理的結構體系,也需要細緻的手工去完成杆件的制作和拼接。如果模型制作有較大的瑕疵,模型在加載過程中容易出現意想不到的破損,從而遠遠降低結構加載成功的概率。
作品制作過程照片
【娓娓感悟】
全國大學生結構設計大賽雖已成為他們大學生活中的一段往事,但他們還能清晰的回憶起來結構加載成功後所有人都激動歡呼的畫面。五位同學共同表示,參加結構設計大賽不僅對于自己的專業知識體系有極大的完善,在接受比賽的挑戰之後思維模式也更加成熟。從3月準備校賽,5月備戰省賽,再到10月迎接國賽,在這麼長的時間戰線裡,指導老師也一直陪在他們身旁,和他們一起分析結構,給出指導性意見,及時幫助大家調整不同時段的心态。在參與結構設計大賽期間結交到志同道合的朋友,接觸到一絲不苟老師,是他們大學生活中最幸運的事情。
“杆件細長,似柔實剛;澆築連接,架起穹蒼。” 簡單的拼接,不簡單的意義,看似單薄的一個個杆件,卻被賦予了土木人心中強大的力量。結構設計大賽,是對個人能力的挑戰,對"一榮俱榮、一損俱損"責任心的考驗,更是對土木人工作态度的極大要求。