结构创想，成果绽放——公司第二届结构设计竞赛成果展播（五）
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（综合设计三所）参赛队结构竞赛技术回顾
——现代结构智慧与古典艺术的完美结合
团队成员：马玉、张鹏浩、赵帅鹏、王文源、吴浩龙、田晨旺
技术指导：耿振华
团队口号：创新结构、承载梦想
01建筑方案设计
本次竞赛的题目是考古遗址保护性覆盖，考古发掘是揭开历史谜团、触摸文明脉搏的关键工作，而传统的建筑形式更是文明厚重感的现实载体，方案的屋顶造型由传统建筑双坡屋顶扭转而来，屋面纹理则是由传统屋面瓦片形式极度简化提取而来。
02结构方案比选
随着考古发掘的发展，大跨结构在遗址保护中的应用越来越多，结合本次项目的特殊性，我们本着“经济安全、空间灵动与美学融合”的理念对该项目进行了设计分析。本项目为28mx28m的方形古遗址保护，共设计三种方案，方案一：网架桁架结构；方案二：单层网壳结构；方案三：“穹顶形式”的梁柱结构受力体系；最终采用3D打印技术进行实体模型加载。
参考国内外穹顶结构设计案例，最终选择方案三，采用主次梁结构的钢框架结构，形成经线与纬线交织的穹顶结构；首先通过空间与功能融合创新，在保证结构性能的同时，为屋顶下方空间预留出良好的采光、通风通道，甚至可结合照明、装饰等元素，让屋顶结构成为建筑功能与美学表达的双重载体；其次考虑3D打印材料的填充度，堆叠性、拉压性能良好，抗拉性能较差等力学性能特点，杆件选择直线型；最后结合施工方便、快捷性，选择了杆件节点少，施工快的方案三。
国外类似工程案例一
国外类似工程案例二
03结构分析
本项目采用3D3S和SAP2000软件进行结构计算及分析，计算假定柱脚为刚接柱脚，梁柱连接为刚接节点，主次梁连接为铰接节点；在实体模型中用空心球模拟梁柱刚接节点，该节点不仅能可靠连接多根不同方向的构件，还能通过优化节点构造，减少应力集中，提升连接的耐久性与结构的整体稳定性，同时为构件的流畅过渡与造型美感提供了支持。
1.模型主要计算参数及杆件截面如下：
2.在模型顶端施加集中荷载0.6KN，杆件内力及位移分布如下：
从图中可以分析出，径向四角杆件受力最大，最大压力为372N；环向最外圈杆件受力最大，最大拉力为177N；柱底轴力104N。中间节点Z向位移最大，约为3.8mm。
采用SAP2000对结构进行线性屈曲分析，在顶部施加节点荷载1N，通过BUCKLING工况计算得到求得屈曲模态的变形如下：
04总结与回顾
从安全角度分析，该结构强度、稳定性满足要求；从施工角度分析，该结构节点少，施工方便；从美观角度分析，屋顶下方空间预留出良好的采光、通风通道，甚至可结合照明、装饰等元素，让屋顶结构成为建筑功能与美学表达的双重载体。最终理论分析和实际加载，模型变形相互基本相同。
在比赛过程中，团队成员凝心聚力共同协作，大家围绕赛事主题展开深入研究与反复探讨，凭借扎实的理论基础，通过创新设计与精确分析，最终在本次比赛中斩获优秀设计奖，为团队发展添上了浓墨重彩的一笔。
