阶梯型大跨悬挑屋盖风荷载的数值模拟研究的开题报告.docx

阶梯型大跨悬挑屋盖风荷载的数值模拟研究的开题报告
一、研究背景与意义
随着现代建筑技术的不断发展和进步，大跨度悬挑屋盖在建筑设计中逐渐得到了广泛的应用。悬挑屋盖具有外形美观、光线充足、空间感强等优点，同时在节省空间、拓展空间、提高使用效率等方面也有很大的优势。但是，由于大跨度悬挑屋盖各个部位之间存在的联系紧张，与外界环境的影响因素较多，其在使用过程中亦存在较高的安全隐患。特别是由于气候变化等影响，强风风荷载对大跨度悬挑屋盖的影响日益凸显，加强对悬挑屋盖风荷载的研究，对于保障建筑物的安全性、完整性、舒适性以及延长其使用寿命具有非常重要的现实意义。
二、研究目的
本研究旨在对阶梯型大跨悬挑屋盖在异型风作用下的风荷载进行数值模拟分析，进一步探讨不同外形尺寸、材料有关参数、结构类型等因素对悬挑屋盖风荷载的影响规律。
三、研究内容
（1）分析阶梯型大跨悬挑屋盖结构特点，建立数值模型，考虑其受风荷载的响应特征和振动特性；
（2）采用CFD软件对异型风下悬挑屋盖的风速场进行数值模拟，并确定风荷载作用点及风压分布；
（3）基于ANSYS软件模拟风荷载作用下悬挑屋盖的结构响应情况，分析其承载能力及结构安全性；
（4）对比分析不同尺寸、材料、结构型式等因素对悬挑屋盖风荷载的影响。
四、研究方法
（1）建立阶梯型大跨悬挑屋盖三维几何模型，确定建模尺寸、材料参数等有关参数；
（2）采用CFD软件对悬挑屋盖在异型风作用下的风速场进行数值模拟，得到风荷载作用点以及风压分布情况；
（3）建立悬挑屋盖的有限元模型，对其受力情况进行分析，并计算其位移、应力等参数；
（4）对比分析不同参数下风荷载作用下悬挑屋盖的结构响应情况及其安全性。
五、研究成果
本研究将对阶梯型大跨悬挑屋盖的风荷载进行数值模拟分析，得到不同参数下悬挑屋盖各个部位的风压分布情况及其承担的荷载，进一步探讨不同参数对悬挑屋盖风荷载的影响规律，为建筑物的建设及使用提供科学依据与保障措施，对建筑工程设计具有推动作用。
六、研究进度计划
初步方案：2021年4月-2021年5月
数值模拟及CFD分析：2021年6月-2021年8月
有限元模拟与分析：2021年9月-2021年10月
研究成果撰写：2021年11月-2022年1月
参考文献
[1]滕超飞.基于CFD的大跨悬挑屋盖风荷载数值模拟[D].宁波:浙江大学，2018.
[2]YANGLin,HEYa-juan,XIEYi-min,etal.Studyofwind-inducedvibrationoncable-stayedbridge[J].JournalofWuhanUniversityofScienceandTechnology,2020,09:49-55.
[3]常国华,武雁萍.悬挑结构的风振研究综述[J].中国园林，2020，06:11-17.