南京工业大学 - 《南京工业大学报》
“构”受荷自重150倍承受三级扭转电塔
我校学子勇夺全国结构设计竞赛二等奖
作者：徐栖桐，舒佳运
不足300克的竹板，建成输电塔模型后竟能承受三级扭转和高达46千克的重量？日前，土木工程学院史佳遥、邓洪永和张昊3名同学在第十三届全国大学生结构设计竞赛现场设计制作的作品“构”，着实让人惊叹，并夺得全国二等奖。
大赛以“山地输电塔模型设计与制作”为题，主要器材有竹板、胶水与螺钉等。从三月初赛题发布到七月份的省赛、十月份的国赛，史佳遥、邓洪永、张昊三人先是电脑建模，后又进行实体组装。“尽管我们仨竞赛经验还比较丰富，但复杂的工况，质量减不下来与杆件受力不明确等问题对我们来说仍是很大难题与挑战。”赛后，邓洪永接受采访时表示，“此次比赛，我们前后设计制作了三十多个模型，进行了上百次的加载试验。”
为了使每根杆件标准化制作，他们还自己创新地为不同的杆件制作了特殊模具，使质量精确到每1克。在老师的指导下，他们不断地实验调试，最终选择增加下部截面以保证稳定承载力。“后来，我们充分利用竹材的强度，优化其结构自重与受荷可靠性，布置支撑与拉杆，使各构件只受一种力的作用，并减少受压构件的计算长度以增加稳定性。”邓洪永补充说。
“输电塔作为输电通道最重要的基本单元，需要承受多种荷载作用，又因所处环境和地形复杂，其安全性和可靠性一直备受关注。”谈及被评委称为多方面优秀结合的作品“构”，史佳遥说，“但除此之外，面对我国是世界最大的能源消费国的现实，我们建塔还必须尽可能地减少占地面积，以达到资源友好的环保目的。”据史佳遥介绍，他们团队在对模型的水平荷载与尺寸的设置上下了功夫，结构整体通过支撑拉杆与框架的组合作用传递一、二级荷载的扭矩，通过框架柱、框架梁和斜拉杆组成的“桁架”抵抗一、二、三级荷载的倾覆弯矩，并达到了受荷自重150倍。
“让我印象最深刻的是省赛前由于横梁强度不够导致了模型崩塌，刚好碰上期末的考试周，各方面的压力使人喘不过气。不过好在当时并没有就此放弃，失败是成功之母嘛。”张昊表示，虽然在备赛过程中遇到过不少挫折，但对最后呈现的结果还是比较满意的，“还接触了不少新的技术，对平时的课业学习也会有一定的帮助。”
全国大学生结构设计大赛是由教育部确定的全国九大大学生学科竞赛之一，是土木工程学科培养大学生创新和实践能力的最高水平学科性竞赛。据悉，2020年，我校将承办该赛事的江苏省分区赛暨江苏省大学生土木工程结构创新竞赛。徐栖桐 舒佳运