2016-4-21 科协技术部
科协系列教程五:结赛的理想打开方式
午夜宿舍为何灯火通明?中厅环境因何一片狼藉?有机物的刺鼻气味,到底何处产生?一道道的桌面划痕,又是谁人所为?这一切的背后到底是
人性的扭曲,还是道德的沦丧?敬请关注年度巨献《走近结赛》系列节目,让我们跟随镜头,一同走进土木系学生抓狂的内心世界——
STEP ZERO 留心观察
我们知道,木材与钢材的各项参数基本成比例,因此基于二者的最优结构也会呈现出一定的 相似性 。那么我们该去哪里找寻这样的结构先例呢?
很简单,其实我们只要平时多加注意身边业已建成的钢结构建筑即可,而这其中,输电塔是一个比较典型的例子 。想必平时汲取了成熟的工程经验的我们,定能在结构选型面前大放异彩。
STEP ONE 招兵买马
一个好汉三个帮,纵有满腹经纶,结赛面前也要齐心协力,因为一个沟通良好的team往往能在无意之间碰撞出思想的火花。在招募队友时,什么 手工小能手 啊,数理大学霸 啊,中华小当家啊,都是十分可贵的资源。哦,对了,良好组队也有利于 友 ♂ 情 的建立与深化~
工欲善其事,必先利其器。买木材和砂纸的时候万万不可太抠,免得回头买时供不应求;另外几把锋利的 美工刀 和 小锯子 也是必不可少。哦,还有亲爱的502胶(我不会告诉你们,粘的时候木头下面要 垫·东·西,否则,呵呵。。。)
STEP TWO 赛题分析
事实上,考察一个结构好坏的标准并不只有它的承载力,自重 、挠度 、美观程度 等方面都会对得分有着相当关键的影响。
那么,现在问题来了,面对一道全新的赛题,我们是给料充足,保证尽量强的承载能力呢,还是加载小配重,转而想方设法的去减重呢?
答案是,我也不知道。但它们知道~
STEP THREE 材性试验
其实这正如就好像做阅读理解之前先要 整体感知 一样,首先,你需要知道你入手的材料究竟抗压强度、抗拉强度 等性能怎样,毕竟如果没有一个具体的感受,我们很有可能会高估或是低估手中武器的能力。
举个栗子的话,我们不妨选取单位面积/体积的材料进行拉力压力试验,这样不但可以为此后 的 结构选型 奠定一个坚实的基础,同时还能丰富大家 计算书 的内容。
STEP FOUR 结构选型
大家也许看出来了,前面说了那么多,好像都是在为这一步做准备。没错,可以说,选择一种最佳的结构形式,基本意味着成功的一半。那么我们该从哪些方面下手呢?
首先,以第21届结赛为例,检验结构坚固程度的一大方式是 地震波加载 。那么面对这种情况,我们大致可有两种方法应对。其一是 以刚克刚 ,即令结构在应对地震波时,柱脚、桥墩和桥体的相对位置基本保持不变,从下到上振幅基本相同;其二则是 以柔克刚 ,即结构在地震波面前,柱脚位移大于桥面及配重位移,呈现出虽下部震动明显,但上部基本保持平衡的状态。
但十分明显的是采用第一种方式会很大程度上的 增大结构自重 ,因此通常第二种方式更加受到参赛者的青睐。
针对桥墩的设计,我们要考虑这样几个问题:摆放的 方向 、桥墩 数量 、 净空 大小以及柱脚的方向,而桥墩的形状和结构则要考虑主要受力类型与方向。
结点方面,应当考虑到3D打印材料本身优秀的强度和刚度,以及其较大的密度,综合多方面因素进行设计;样式方面, 插接 、榫接 都是有着不错的效果的。
看看选型已然花费了这么大的工夫,想必此时的你已经不允许自己失败了。但理想与现实之间的鸿沟,或许就是一块没磨平的木板,一根差了半毫米的木棒,亦或是一个向你袭来的大作业。最后小编想说,不要让全组人智慧的结晶毁在细节之上,更不要让一个寝室的团结因此画上句号。