大學生結構設計競賽中的結構創新設計與優化

付果+吳仕榮+王磊+廖海燕

摘要：全國大學生結構設計競賽是土木工程學科培養大學生創新精神、團隊意識和實踐能力的最高水平學科競賽。第十屆全國大學生結構設計競賽與往屆相比，命題中引入了剛柔并濟的思想，除了要求結構具有足夠的承載力，還對結構正常使用極限狀態下結構的跨中撓度做了限制。從第十屆全國大學生結構設計競賽特等獎作品入手，分析特等獎作品的結構選型和結構優化方法，以期為學生準備結構設計競賽提供參考。

關鍵詞：學科競賽；結構設計；結構優化；分析

中圖分類號：TU201.3 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2017）06-0105-06

全國大學生結構設計競賽是由教育部和中國土木工程學會聯合主辦，是教育部確定的大學生九項科技競賽之一。從2005年浙江大學承辦的第一屆，到2016年天津大學承辦的第十屆，賽事日趨規范，為土木相關專業的大學生提供了鍛煉綜合素質，培養思維能力、動手能力、團隊意識和專業素養的平臺。隨之而來，一些問題也隨之顯露，一部分參賽學生在剛拿到賽題時對結構設計的流程不清晰，為此，梳理總結競賽結構設計流程，對發揮學科競賽在土建類應用型人才培養中作用有著積極意義。

一、賽題簡述

第十屆競賽賽題為“大跨度空間結構”。賽題以中國大跨度結構最近三十年來取得的技術進步和廣泛應用為背景，立足于結構設計極限狀態（承載力極限狀態和正常使用極限狀態）基本概念，融入剛柔并濟的結構設計理念，以激發大學生的創新能力為宗旨，使比賽更富有競爭性、不定性和觀賞性。……