1. 本选题研究的目的及意义
随着现代建筑技术的不断发展,大跨空间网架结构以其自重轻、跨度大、造型美观等优势,在体育场馆、展览中心、交通枢纽等大型公共建筑中得到了广泛应用。
然而,大跨空间网架结构的屋盖系统,尤其是轻质的金属屋面板,在长期反复的风荷载作用下,容易产生疲劳损伤,进而引发安全事故。
因此,开展大跨空间网架结构金属屋面板的风致疲劳损伤研究,对于保障建筑结构的安全性和耐久性,具有重要的理论意义和工程应用价值。
2. 本选题国内外研究状况综述
近年来,国内外学者对大跨空间网架结构和金属屋面板的风致响应、疲劳性能以及寿命预测等方面开展了大量研究工作,取得了丰硕的成果。
1. 国内研究现状
国内学者在大型空间结构的风荷载取值、风振响应分析、抗风设计方法等方面做了大量研究工作。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本研究将以大跨空间网架结构金属屋面板为研究对象,采用理论分析、数值模拟和试验研究相结合的方法,系统研究金属屋面板的风致疲劳损伤机理、影响因素和寿命预测方法。
1. 主要内容
1.大跨空间网架结构和金属屋面板的风荷载特性研究:分析大跨空间网架结构的受力特点和金属屋面板的构造形式,研究风荷载对网架结构和金属屋面板的作用机理,掌握风荷载在结构上的分布规律。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、数值模拟和试验研究相结合的方法,逐步开展以下研究工作:
1.收集整理国内外相关文献资料,了解大跨空间网架结构、金属屋面板、风致疲劳等方面的研究现状,明确研究目标和内容。
2.采用理论分析方法,研究大跨空间网架结构的受力特点、金属屋面板的构造形式以及风荷载对结构的作用机理,建立金属屋面板风致疲劳损伤的力学模型。
3.采用计算流体力学(CFD)软件,建立大跨空间网架结构的精细化数值模型,模拟不同风场条件下结构周围的风速场和风压场分布,获取作用在金属屋面板上的风压时程数据。
5. 研究的创新点
1.将针对大跨空间网架结构金属屋面板建立精细化的数值模型,采用计算流体力学(CFD)方法模拟结构周围的复杂风场,更准确地获取作用在金属屋面板上的风压时程,为后续的疲劳分析提供可靠依据。
2.结合风洞试验或振动台试验,系统研究风荷载幅值、频率、循环次数以及材料性能、连接方式等因素对金属屋面板疲劳寿命的影响规律,揭示金属屋面板在风荷载作用下的损伤机理。
3.基于试验数据和数值模拟结果,建立考虑多种因素耦合作用的金属屋面板风致疲劳寿命预测模型,并通过试验数据对模型的精度和可靠性进行验证,为大跨空间网架结构的设计和维护提供科学依据。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
[1] 李 浩.大跨度屋盖结构风致疲劳研究进展[J].工程力学,2019,36(8):1-14.
[2] 欧 进,周 海,李正良.大跨空间结构风效应及风振控制研究进展与展望[J].建筑结构,2020,50(12):1-14.
[3] 赵 亮,李星霖,聂建国,等.大跨空间结构风效应分析方法研究进展[J].建筑结构学报,2019,40(4):1-17.
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