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哪种结构的古建楼阁,最能承受地震冲击?昨日,来自全国101所高校的500余名大学生齐聚长安大学,用竹子搭建仿古楼阁模型,接受汶川地震波的考验。获得特等奖的代表队发现,还是传统的榫卯结构最抗震。
全国大学生结构设计竞赛是高校土木工程学科的竞赛,也是教育部确定的全国九大学科竞赛之一。结合西安古都特色,本届竞赛要求制作三重檐攒尖顶仿古楼阁模型,即古建中常见的三层楼阁。
“著名的西安钟楼就是这种构造的典型。”竞赛委员会秘书丁元新告诉记者,考虑到近几年地震频发,竞赛还引入了模拟地震测试。测试采用的3段地震波,均采自“5·12”汶川地震。通过专业振动台,模拟真实地震作用。
竞赛限定了模型的尺寸,高约0.6米,必须用竹质材料制作柱子和横梁。评判标准既包括美观、重量,又要比拼抗震能力。选手们用的材料越少、重量越轻,抗震效果越好,得分就越高。制作完毕的模型就像柱子和横梁搭起的框架,连接处用各种手段加固。最后统一称重,最重的200多克,最轻的只有40余克。
别看模型都是“细胳膊细腿”,结构强度可不小。西南科技大学代表队模型重61.9克,属于轻量级选手,顶上重达8.2公斤的屋檐和屋盖,令人捏一把汗。放到振动台上,第一波“地震”袭来,柱子左右急速摇摆,却始终屹立不倒;第二波“地震”强度加大,模型险险挺过;第三波“地震”时,虽然震动频率降低,但摇摆幅度更大,终于“喀嚓”一声,屋盖垮塌。
长安大学二队的比赛令人叹为观止,他们的模型只有48.1克,仅次于长安大学一队的46.5克和上海交大的47.1克。纤细的模型顶着沉重的屋檐、屋盖,在“地震”中摇摇晃晃,却始终屹立不倒,顺利通过“地震”考验,最终以重量和抗震综合评判夺得唯一的特等奖。队长唐书凯告诉记者,他们使用的正是中国传统的榫卯结构,虽然用料少,但没有出现断裂和散架的情况,“实践证明,这种结构对于木建筑确实最实用”。
据了解,经专家评审,上海交通大学、吉首大学、长沙理工大学、苏州科技学院、华侨大学、武汉大学等十所高校获得一等奖。