结构设计竞赛 几根毛竹搭成的竹楼抗9级地震

参赛学生在其设计制作的房屋结构模型上加载重物

　　几根细细长长的竹子搭成的“四层竹楼”，不仅要承载顶部一大桶水的重量，每层还要压上总重量接近30公斤的铁块，最后还得经受“实测汶川地震波”的考验……这是昨天在东南大学举行的“第五届全国大学生结构设计竞赛”的赛题，来自国内外73所高校的参赛队伍、222名参赛队员参加了这场角逐。
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　　“竹楼”又轻又抗震，才能得高分
　　记者在现场看到，参赛队员要先把自己制作的竹质模型及放在模型顶部的水箱安装完毕；接着是参赛队1分钟的自我介绍和1分钟的专家提问；在加载完毕后，参赛队员需要在两分钟内将模型卸下振动台，最后大屏幕上会显示出该参赛队的得分及效率比。
! C8 D; x% g! t, u　　据介绍，本届赛题紧扣全球地震频发的背景，要求参赛队员利用新型竹材料制作多层房屋结构，然后在上面加上一定重量的铁块模拟实际房屋上的行人、家具、设备等荷载，再将房屋模型安装至高精密地震模拟台上，将2008年“实测汶川地震波”输入地震模拟台，让模型经历“大地震”的考验，以检验学生设计、制作模型的抗震水平。最后，模型的质量越轻、附加的铁块配重越大、结构承受的地震强度等级越高，效率比分数越高，成绩也越高。
3 ]# A/ r2 w4 g9 m　　不少代表队的模型能抗9级地震
& p  [! m& r; J2 c　　本次竞赛分为模型制作和模型加载测试两个环节。而模型加载测试的次序是根据模型的重量从重到轻进行的。
7 x0 R& C: W3 P/ _8 N　　昨天首先登台的是日本名城大学。当现场有学者问及日本队参赛队员“你们的模型为什么那么重”时，队员解释道：日本是一个地震多发的国家，他们想把安全、稳定的概念加入到模型中去，为此，采用了比较粗的实心柱。最后，他们的模型经受住了“地震”的考验，安全度过了三级加载，相当于能抗9级地震。
* A  O; a# Y. K! `7 ~/ h　　浙江工业大学的“小楼”也经受住了“9级大地震”的考验，赢得现场一片喝彩。参与设计的吴魏华同学告诉记者，这个作品几经修改。开始有300多克重，通过削细竹条、减少尺寸等，硬是将重量减到164克。而“小楼”的稳固性和采用的角钢结构有关。“很多高校的作品横截面是正方形，我们是L形。这种形状更柔韧一些，弹性更大，而粘接缝也更少。
　　评委评价说，浙工大的作品结构将竹子的柔韧性充分发挥出来，达到以柔克刚的效果。
/ ~. I2 o% ?3 c+ A　　竹子是抗震建筑的好材料
0 ?  @: d6 @. [　　据介绍，本届全国大学生结构设计竞赛的主题是“抗震减灾”，最大的创新就是以竹质材料构建房屋模型，取代了现代建筑普遍采用的钢筋、水泥和混凝土。
　　为啥选择竹子作为抗震材料？中国工程院院士、东南大学教授吕志涛说，“竹子很轻，可以大大减轻结构自重，加上它特有的韧性，有利于抵抗地震。”日本是个地震多发的国家，但地震造成的伤亡很少，一个重要原因就是他们常采用高抗震的木结构或竹结构建筑，房屋同时还会采用各种隔震、减震的部件和技术。
) I  ~) ~+ _7 x0 Y) Y: s　　据南京林业大学张齐生院士介绍，竹子生长速度很快，性能也好，但也存在一些缺陷，如耐热性不好、某一方向的抗拉力不好、容易被虫蛀……不过，只要根据特殊要求对竹材进行重组，就可以改变其性能方面的局限。比如，可以采用安全无毒的化学剂对其进行防火、防蛀防霉等性能的处理。
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