“十、九、八……”
清华大学新土木馆报告厅里
所有人的目光紧锁台上——
那个由纤细竹条搭建的精巧结构
正同时承受着
模拟月球建筑内外压差的持续充气
四角金属砝码的静力加载
以及下方振动台传来的模拟月震波
“三、二、一！”
振动戛然而止
竹架完好挺立
掌声轰然雷动
这是清华大学第31届结构设计大赛
专业组决赛答辩现场
70余万网友在
清华大学视频号、抖音、b站、微博等
平台一起围观了这项校园经典赛事
本届比赛将目光投向了
38万公里外的月球
以“弦月坞”为题
参赛学生需组建队伍
为月球南极设计一座科研基地
并用竹材亲手将它“建造”出来
清华大学第三十一届结构设计大赛海报
让我们跟随
“我在清华做科研”系列报道
近距离感受清华师生
大胆求索、潜心钻研的创新历程
在清华园搭建月球基地
来一场极限建造挑战！
由清华大学教务处与校团委指导
土木系与建筑学院学生科协联合举办
本届结构设计大赛
吸引了86名本科生与研究生参赛
其中近半数来自非土木专业
赛事分设专业组、兴趣组与研究生组
要求参赛学生在理解月面极端环境后
完成三项核心任务
专业组入围决赛队伍的结构模型
首先是建筑方案设计
同学们需在60米见方的虚拟月面地块内
合理规划生活、科研与运维区域
并确保一个30米见方的净空区
用于设备通行
为激发创意
赛题首次鼓励使用AI工具辅助渲染
其次是结构模型制作
同学们仅可使用组委会提供的竹材与胶水
按照1:100比例制作实体模型
还需兼顾建筑美学与结构承载
同学们正在向本队模型上放置固定荷载
最后是通过三级加载测试
模拟舱内气压的“气压荷载”
检验承载的“固定荷载”
以及模拟月震的“地震荷载”
任一环节失败即告出局
轻与重的哲学
38克结构如何承载200倍自重？
在创新的赛制中
不同的“工程哲学”蓬勃生长
最终夺得专业组冠军的队伍
选择了“极致的轻量化”
团队成员
土木系本科生许洲沅、曾申翔与马艳
这样解释他们的设计思路
“月面运输成本极高
重力却只有地球的六分之一
我们想用最轻的材料实现最大的荷载比例
提升月面建造的‘性价比’”
许洲沅队伍的模型仅重38克
载荷比高达200:1
实现“四两拨千斤”的关键
在于对材料特性的大胆重构
“以拉代压”的结构设计思路
他们发现竹材顺纹抗拉强度极佳
但抗压普通
于是“以拉代压”——
将传统结构中受压的斜撑
替换为厚度仅0.4毫米的竹皮拉索
“当模拟地震波来袭，结构侧向变形时
两根拉索交替受力，一松一紧
就像柔韧的绳索
能够避免压杆突然屈曲的风险”
课堂上的“强柱弱梁”理论
在手中化为竹条的精确搭接
从节点做法、截面选取到容错预留
每一步都是理论与实践的碰撞
备赛时间紧张
许洲沅三人常在系馆一扎就是半天
从午后到日暮
认真调试模型与手工搭建
计算机模拟显示“这里可以再薄一点”
现实中的竹条
却可能在手中“啪”一声断裂
竹材本身的密度差异
胶结点的微小强度波动
都是理论计算难以精准预测的变量
他们只能反复试验、不断修正
在一次次“失败—调整—再试”的循环中
最终将主梁减重82.5%
立柱减重73.3%
把材料的潜力尽可能“压榨”到极限
与AI共执笔
描摹“月面家园”
本届大赛的另一亮点
是人工智能在设计中的深度参与
许洲沅、曾申翔、马艳队伍的建筑设计AI渲染图
在许洲沅团队中
曾申翔借助AI
打通了从文字到图像的快速转化通道
他编写脚本调用大语言模型
自动生成丰富多样的建筑描述
再驱动绘图AI批量生成效果图
最后进行人工筛选与优化
“这一流程将抽象的工程语言
实时转化为可视化的空间意象
极大提升了方案迭代的效率”
兴趣组冠军队伍由笃实书院本科生张孟烁、电子系本科生魏上越、水木书院本科生崔紫琪、建筑学院本科生刘容秀组成，图为其建筑设计AI渲染图
而在兴趣组冠军队伍成员
建筑学院大一新生刘容秀的实践中
AI成为凝聚团队想象的视觉媒介
起初，面对月面基地复杂的空间布局
来自电子系、笃实书院、水木书院等
不同背景的队员
对建筑形态的理解各有不同
刘容秀便运用建模软件
搭建出精确的白色模型
再借助AI进行渲染与氛围营造
冰冷的线框被赋予材质、光影与场景感
让所有队员
共同“走进”了属于他们的月球基地
或是将抽象描述转化为可视方案
加速迭代
或是将分散的想象聚合成可体验的场景
达成共识
AI作为工具的使用
让不同专业背景的同学们
在“看见”的基础上共同思考、彼此理解
更高效地走向工程与美学的交汇点
不止于比赛
一场持续31年的育人接力
走过31届
清华大学结构设计大赛
已远不止于一场竞赛
它构建起一套完整的实践育人体系
低年级学生通过兴趣组入门
触摸力学之美
高年级学生在专业组深耕
锤炼解决复杂工程的能力
优秀选手则走向全国赛场
接受更高强度的实战淬炼
专业组决赛现场
这一体系的生命力
深深扎根于赛课结合的培养土壤
许多同学
正是在“房屋建筑学”“结构力学”等课堂上
受到老师“把理论拿到赛中检验”的鼓励
继而走进赛场、投身实践
“房屋建筑学”主讲教师
赛课结合项目负责人李威说
“同学们在赛中结合所学
用精巧的结构模型
给出了关于未来工程的生动回答
实现了‘认知-实践-创造’的跨越
这正是工程素养培育的内核”
赛题设计也始终呼应着最前沿的工程挑战
从地上桥梁荷载到月面内外压差
让抽象公式落地为
可触可感的构件与节点
同学们在建造中发现
“原来课本上的知识
真的能用来设计未来”
而比赛中遇到的复杂受力问题
又反过来深化对课堂内容的理解
逐步形成“学以致用、用以促学”的良性循环
许洲沅和马艳参加2025年第18届全国大学生结构设计竞赛
老带新的传统
让知识、经验与信心在团队中持续传递
曾在学长学姐指导下从零开始备赛的许洲沅
如今已成为能够带领学妹马艳
完成从理论到实践跨越的“小导师”
而首次参赛的曾申翔
也在设计方案受到肯定后
真切体会到“我可以做到！”的自信突破
马艳在赛后感慨
“结构设计大赛最打动我的
是看着一根根竹条
在自己手中逐渐变成完整的结构
就像老母亲陪伴孩子成长
怎么看都觉得它值得骄傲”
这种将工程学习具象化、情感化的体验
也正是结构设计大赛多年来
持续吸引一代代清华学生的深层魅力
专业组决赛现场，同学们在结构模型加载测试成功后高兴地鼓掌
决赛之夜，颁奖结束已久
仍有同学围着加载台讨论不休
比较着破坏的形态
追问着优化的可能
或许，比奖杯更持久的
是那簇被悄然点燃的好奇——
“我想知道它为什么成立，又如何能更好”
从一根竹条到一座“基地”
从振动台上的数秒考验
到蓝图中的星际想象
月球或许遥远
但关于它的一切思考、计算与创造
已在清华园里真实生长
严谨求实的工程自觉
敢于重构的创新勇气
跨越专业的共筑实践
都将伴随这群年轻人
稳稳走向更远、更坚实的天地
我在清华做科研·感悟
土木系2023级本科生许洲沅：同心协力，终得硕果。结构设计大赛让我对结构设计与未来工程实践有了更深的理解。模型加载成功那一刻的喜悦，至今记忆犹新。
土木系2023级本科生曾申翔：从灵感的碰撞到模型的落地，每一个细节都凝聚着我们团队的智慧与汗水。感谢队友们的包容与支持，我深刻体会到，齐心协力才是我们突破极限的最大底气。
土木系2024级本科生马艳：“不只是结构设计大赛，未来的每一次探索，都要像参加比赛时一样，踏踏实实地打磨每一个细节。”“不要害怕、胆子要大！”这是我在比赛过程中最受益匪浅的两句话。
建筑学院2025级本科生刘容秀：从最初勾勒结构轮廓，到搭建素色模型，再到最终呈现出生动的“月球家园”，这场比赛让我学习了如何进行建筑设计，更让我拥有了将灵感落地的奇妙体验。
