结构创想，成果绽放——公司第二届结构设计竞赛成果展播（四）
为进一步落实习近平总书记关于青年工作的重要思想和关于技能人才工作的重要指示精神，为公司青年工程师提升职业技能水平和创新创效能力搭建平台，激励职工大力弘扬劳模精神、劳动精神和工匠精神立足本职岗位积极投身公司高质量发展实践，公司成功举办了第二届结构设计竞赛。各参赛队凭借扎实深厚的专业知识功底，从理论层面精心构思设计方案，首次运用光固化精细3D打印技术，快速实现方案模型的造型呈现，为各专业协调优化结构空间探索新路径，均取得了优异的成绩。
近期，公司将集中推出第二届结构设计竞赛优秀成果展播系列，一起来领略参赛队的风采吧~
本/期/展/播
优秀奖获得者（城市设计研究所）参赛队结构竞赛技术回顾
——于起伏之处 见文明积淀
团队成员：马冉 侯帅 杜文慧 贾若轩 马伟 平淋涛 王宇
技术指导：杨华宝
团队口号：以轻驭重，结构至上
01赛题背景
考古发掘是探寻历史真相的重要途径，但遗址暴露后极易受阳光、风雨、温湿度变化等自然因素侵蚀，加速其损坏。大跨结构凭借其广阔覆盖能力与设计灵活性，为考古现场提供了关键支撑，使“发掘即保护”理念得以实现，成为保护脆弱文化遗产的有效工程手段。
以此为背景，山西省建筑设计研究院有限公司第二届结构设计竞赛于2025年11月7日举行，城市设计研究所小组积极参与了本届竞赛。
02竞赛主题
本届结构设计竞赛的主题是：大跨结构在考古遗址保护性覆盖中的应用。要求模型尺寸不大于30cm×30cm，下部净高不小于5cm。模型采用3D打印的方式制作，打印材料为专用树脂，材料抗拉强度约为40MPa。需在模型中间位置设置一个加载点，用以施加荷载。我们的目标是尽可能用少的材料承担最大的荷载。
03方案设计
设计首先从建筑方案入手。考虑与设计主题的契合，经过多方案比选最终确定了我们的建筑方案。起伏的波浪设计灵感来源于历史的河流，象征着时间的流逝和文化的积淀。这些波浪不仅在视觉上给人以美的享受，更在功能上为考古遗址提供了必要的保护。波浪之间的凹陷区域，巧妙地象征着考古遗址的挖掘现场，为考古学家提供了一个既安全又舒适的工作环境。
根据建筑方案的造型，结构方案决定采用正放四角锥网架结构。网架结构与小立柱相结构的方式便于屋面复杂造型的实现。同时为保证下部空间，网架采用下弦支撑。而且采用网架结构在仅承受竖向荷载的条件下可以实现柱仅承受压力，在柱底没有可靠连接的情况下避免发生剪切破坏。
04计算分析
我们采用了3D3S软件进行结构模型的设计与计算，在计算过程中考虑了打印材料树脂的参数特性。经过多次的优化计算，我们在充分利用了杆件强度的同时尽可能减少了材料用量。考虑到打印质量与误差，最小杆件直径确定为3mm；杆件最大直径经过计算为6mm。经过模型调整后，最终计算结果显示，柱子实现了仅承受压力的目标，上弦中间节点能承受的重量为100kg。
05结果展示
按照计算的模型尺寸，我们进行了预打印并做了加载试验。我们将哑铃吊装在上弦中心节点处进行重量的分级加载，以10kg为一级梯度，由于条件有限，最终加载重量为50kg，模型未发生破坏。
06总结与回顾
城市所小组通过参加这次及结构竞赛，不仅仅是对之前工作经验与知识的巩固，还是一次对建筑与结构设计的创新型尝试，也为我们未来面对相关形式的设计工作时打下一定的理论基础。
这次活动也是我们城市所小组成员共同努力的结果，在活动过程中我们也增强了团队凝聚力，收获了快乐。