2021-10-20

清华大学第二十七届结构设计大赛命题简介及报名通知

命题背景

冬奥会、冬残奥会是集体育精神、民族精神和国际主义精神于一身的世界级运动盛会，象征着世界的和平、友谊和团结。随着北京2022冬奥会的到来，冬季运动、全民运动氛围愈加浓厚。为助力全民运动发展，某市拟建一座综合室内滑雪体育场，作为未来该市冬季体育运动中心。要求建筑满足滑雪赛事举办要求，兼具综合体育场馆功能。秉持绿色、共享、开放、廉洁理念，推动冬季全民体育运动发展进入新阶段。
此外，作为公共标志性建筑，需进行专业的抗震和消防设计。希望本次大赛的各位参赛选手能融合建筑设计与结构设计，贴合赛题要求，出色完成作品。

选题背景介绍

选手需要在充分考虑现有环境的基础上，关注滑雪场馆设计中结构方案与建筑方案的高效融合，就该项目进行兼具创新性和可操作性的设计并完成一份完整的建筑设计方案；根据建筑方案设计相应的结构方案，并按照1:120的比例制作实体结构模型，在结构模型中适当体现建筑设计要素。

详细的建筑设计与结构设计要求见文末的赛题文件。

建筑方案要求

    基地条件       
                            
                                                                           图1 规划用地示意图
                                
本次结构设计大赛的规划用地为201m*256m的一矩形地块，建筑红线为南侧160m*120m的矩形地块。地段东侧为一高度20m（5层）的大型商场，南侧为一文化产业园区及部分住宅区，西侧为一处商业街区，北侧为一处地面停车场。如图。

相关要求如下：建筑首层需限制在一96m*96m的正方形内，且需要位于建筑红线内；设计需充分考虑周边地段环境及交通情况，可利用北侧停车场；建筑红线以外区域可适当设置与滑雪主题配套的公共空间。不可设置地下层。

功能分区

参赛者需充分考虑冰雪运动和全民参与的主题，在符合基地自然和社会环境的基础上完成综合滑雪场馆的设计。本次比赛中建筑楼层高度首层不得低于6m，其他层不低于4m。除滑雪道外，其余建筑功能区面积在10000㎡左右，上下浮动不得超过10%，且需要有一座底面积不小于1000㎡且高度不低于六层的建筑。分区要求简要介绍如下：

1）滑雪道：坡面面积至少3500㎡，且坡面应当处于室内环境中；
2）服务用房：至少1500㎡，包括游客使用空间、滑雪器材出租室、器材穿戴间/衣物储存室等；
3）管理及设备用房：至少1000㎡，包括管理人员办公室、会议室、文件室、后台控制中心等；
4）拓展服务类：至少4000㎡，包括餐饮住宿服务区域、冰雪运动物品商店、冰雪运动展览空间等；
5）其他。
建筑功能分区布置要求的详细说明详见赛题文件（点击直接下载）。

设计要求

1）满足防火和疏散要求（高层建筑），提倡无障碍设计；

2）要求建筑首层净高度不小于6m，其它层净高度不小于4m；每个单独的建筑中第n层建筑面积不得小于第n+1层建筑面积的100%。（n∈N*）

结构方案要求

1）选手需根据建筑方案以及结构的抗震要求和荷载条件，进行结构方案设计。结构方案设计完成后，按照 1:120 的比例尺制作实体模型。实体模型中可以适当加入建筑设计要素，该实体模型既作为结构模型进行加载，也作为建筑模型进行建筑设计评比。实体模型中各建筑相对位置应与图纸保持一致。

2）出于减轻选手负担和方便加载考虑，对模型制作要求进行了部分简化，具体规定详见赛题文件。
3）实体模型中应包含建筑立面所有承重构件（如柱、支撑等），建筑立面中的非承重构件（如墙、窗户等）由选手自行决定是否制作。加载层应包含该层建筑平面所有的承重构件（如梁、楼板等），非加载层不要求制作。各层楼板面积要求与建筑设计相符合。
4）实体模型中柱网布置、支撑布置、楼层面积等应与建筑方案相匹配。

材料及工具

本届大赛用于制作模型的原材料为桐木、通用性502胶。选手只能采用上述材料制作实体模型。此外，组委会将提供制作模型所需的部分辅助工具，包括一次性手套、乳胶手套、塑料膜、砂纸、小型手锯和简易护目镜，其他辅助工具由选手自备。
    模型加载要求     
    荷载施加方式     
本次大赛荷载分为三个部分，分别记为竖向荷载、动荷载和地震作用。其中，地震作用分为小震作用和大震作用两级。

1）竖向荷载
竖向荷载将加载于模型的滑雪台坡面、坡面下部结构与其他功能分区的加载层上。其中，滑雪台坡面荷载可在组委会规定的荷载范围内自由搭配选择。
2）动荷载
动荷载将加载于滑雪台坡面。
3）地震作用
在地震作用加载阶段选手首先卸除滑雪台坡面上所有荷载，之后按照组委会规定的统一坡面荷载进行加载。地震作用加载阶段使用给定的地震波进行加载，地震作用分为小震和大震两级，基于地震基本波形采用不同的放大系数。加载方向为振动垂直于滑雪台长边。比赛中由振动台提供地震荷载，地震基本波形见赛题附件3。

图2 初赛小震波形图

    加载说明       
加载分为四级，分别为竖向荷载、动荷载、小震作用、大震作用。竖向荷载阶段最终荷载重量由选手自行决定并保持至动荷载加载阶段结束。地震作用阶段的竖向荷载由组委会进行统一规定。        
                            
                                                                           图3 结构加载示例
                                
    参赛对象

专业组：队伍中包含一位或一位以上土木工程系暨建设管理系或建筑学院或行健书院水木班或未央书院水木班大二年级及以上的本科生。

兴趣组：除了专业组以外的队伍，包括由清华大学2021级本科生组成的队伍、由除土木和建筑之外专业本科生组成的队伍等。