重慶大學(xué)分營：“震所周知”建筑結(jié)構(gòu)科普體驗活動

劉敢新 李函錦

活動概述

當(dāng)前，科學(xué)的發(fā)展日新月異，讓我們能上九天攬月，下五洋捉鱉，但地震仍然是不可預(yù)測的嚴(yán)重自然災(zāi)害之一，嚴(yán)重威脅人類的生命財產(chǎn)安全。我國處于三大板塊的交界處，是地震多發(fā)國家，同時也是遭受地震災(zāi)害最為嚴(yán)重的國家之一。為傳播抗震防災(zāi)的科學(xué)理念，提升建筑的抗震性能，避免或減輕人們在地震來臨時受到的傷害，重慶大學(xué)分營組織開展了“震所周知”建筑結(jié)構(gòu)科普體驗活動。

體驗活動包括結(jié)構(gòu)設(shè)計賽、地震模擬體驗和建筑沙盤制作，將嚴(yán)肅的基礎(chǔ)學(xué)科與生動活潑的活動相結(jié)合，激發(fā)營員的想象力和創(chuàng)造力，啟蒙科研探索，激發(fā)和引導(dǎo)營員對土木工程、力學(xué)、建筑學(xué)等相關(guān)專業(yè)的認(rèn)識和興趣，同時傳播應(yīng)急知識，增強緊急事故自我保護能力。

活動內(nèi)容

17 日，由土木工程學(xué)院的專家學(xué)者為營員講解有關(guān)地震的知識。在講座中，徐軍博士向營員深入淺出地介紹了地震有關(guān)知識，講解了震級、烈度等大眾經(jīng)?；煜母拍睿尃I員對地震、防震有初步認(rèn)識。

在了解了地震的有關(guān)知識后， 迎來了今天的重頭戲——結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽。在結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽活動中，營員需要以桐木條為主體材料，構(gòu)建一個理想的建筑主體，要求建筑的抗壓、抗震能力達(dá)到規(guī)定要求?；顒蛹茖W(xué)性、創(chuàng)造性與趣味性于一體，引導(dǎo)營員關(guān)注建筑物的防災(zāi)功能，普及應(yīng)急知識，實現(xiàn)了科學(xué)知識的有效傳播。

在模型制作過程中，志愿者耐心地為營員講解步驟過程，并帶領(lǐng)他們進行實踐。各小組營員天馬行空，創(chuàng)意十足，經(jīng)過精心設(shè)計，耐心制作，細(xì)心呵護，一個個風(fēng)格迥異的模型從營員手中誕生了。建筑物的主體結(jié)構(gòu)由各種類型構(gòu)件組成，有柱、主梁、次梁等，這些構(gòu)件分別有自己的使命，有的負(fù)責(zé)承重，有的負(fù)責(zé)分配，有的負(fù)責(zé)聯(lián)系，作用各自不同，但又相互協(xié)調(diào)，形成一個有機整體。當(dāng)看著自己作品成型的那一刻，每個人的激動之情都溢于言表。

之后，各小組分別對作品設(shè)計初衷和制作過程進行了解釋說明，他們的構(gòu)思奇特，令人驚嘆。例如，模型“1 號樓”頂層設(shè)計了雙層承重，使重物壓力能夠均勻地分布在整個建筑所有的建筑支撐點上，同時兼具了很好的審美效果。建筑的所有交錯處都進行了加固，使之更加抗震，并且更加穩(wěn)定。模型結(jié)構(gòu)主要參考了巴黎鐵塔的鋼架鏤空結(jié)構(gòu)，采用交錯式，由4 根桐木條組成模型的底部與地面相抵并與底座相接，使得底部構(gòu)成三角形穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，大大增加了模型的受力能力。模型的上面3 層分別采用了三角形與人字形交叉結(jié)構(gòu)，使來自模型頂部的壓力能夠均勻分布到模型的各點，這樣模型就不至于因受力過于集中而斷裂。模型的裝飾整體詮釋了人地和諧的理念，無論科技如何進步，時代如何發(fā)展，自然永遠(yuǎn)是最重要的法則。

18 日，營員來到土木工程學(xué)院振動臺實驗樓，檢驗自己創(chuàng)作出來的模型抗震能力。本次活動所使用的地震模擬技術(shù)，是利用小型模擬地震振動臺對制作好的模型進行地震波輸入激勵，通過對模型加載表現(xiàn)的判斷與分析，檢驗?zāi)Ｐ偷目拐鹦阅?，提升對結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的認(rèn)識。在不斷增加的層層重壓和地震強度下，營員的模型在測試中表現(xiàn)出優(yōu)秀的抗震能力。很多第一次動手制作模型的營員感到了無比的興奮與自豪。

之后，分營還安排了地震模擬體驗活動，讓營員親身體驗地震來臨時的感覺。進入地震模擬小屋后，屋內(nèi)天旋地轉(zhuǎn)，物品搖晃，門窗作響，營員切身體會到了地震的威力，也體會到了房屋防震的重要性。地震模擬體驗活動讓營員在真實的建筑物中感受強烈震感，讓他們對地震有了最直接的親身體驗，留下了深刻的記憶。

此外，分營還組織營員以“山水城市”為主題利用沙盤搭建模型，進行創(chuàng)意展示，發(fā)揮想象力和動手能力制作“美好家園”。在建筑學(xué)院的學(xué)長、學(xué)姐帶領(lǐng)下，經(jīng)過3 小時的設(shè)計與制作，營員制作出了風(fēng)格迥異的模型作品。隨后，各小組選出代表，上臺展示小組成果并闡述對于居住區(qū)設(shè)計規(guī)劃的理念。

總結(jié)

通過開展本活動，引導(dǎo)營員關(guān)注地球災(zāi)害，關(guān)注人類共同命運，激發(fā)探究的夢想，埋下科學(xué)的種子。通過搭建模型、體驗地震，在活動中增進營員對抗震防災(zāi)知識的了解。大災(zāi)面前，人人出力，活動引導(dǎo)營員在敬畏大自然的同時具備防患于未然的意識，并獲得創(chuàng)作的自我愉悅并陶冶情操?；顒悠占傲丝拐鸱罏?zāi)相關(guān)知識，拓寬了營員的知識領(lǐng)域，增強了團結(jié)協(xié)作能力，增進了友誼。將抗震主題與人類共同命運相結(jié)合，提升了活動的意義。

在當(dāng)前我國處于地震活躍小周期的背景下，以營員的視角構(gòu)建心中的城堡，主動思考如何保證建筑物的結(jié)構(gòu)強度，考慮如何協(xié)調(diào)建筑與人文，激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，對于他們以后進行科研探究具有良好的啟蒙作用。