1挑战杯资料 大挑 校赛 第十一届挑战杯各学院资料汇总初赛-200812 水利-挑战杯申报书 06杨金潮

序号： 编码： 第十一届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛华南农业大学选拔赛作品申报书 作品名称： 农村房屋住宅结构抗台风能力调查研究 所在学院： 水利与土木工程学院 申报者姓名 （集体名称）： 杨金潮 类别：自然科学类学术论文哲学社会科学类社会调查报告和学术论文科技发明制作A类科技发明制作B类说 明1. 申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。2申报者在填写申报作品情况时只需根据个人项目或集体项目填写A1或A2表，根据作品类别（自然科学类学术论文、哲学社会科学类社会调查报告和学术论文、科技发明制作）分别填写B1、B2或B3表。所有申报者可根据情况填写C表。3表内项目填写时一律用打印，字迹要端正、清楚，此申报书可复制。4序号、编码由竞赛组委会填写。5学术论文、社会调查报告及所附的有关材料必须是中文（若是外文，请附中文本），请用4号楷体打印在A4纸上，附于申报书后，字数在8000字以内, 调查报告类每篇在15000字以内。6其他参赛事宜请向校团委咨询。联系电话：85283396，电子邮箱： A1申报者情况（个人项目）说明：1必须由申报者本人按要求填写，申报者情况栏内必须填写 个人作品的第一作者（承担申报作品60%以上的工作者）； 2本表中的学籍管理部门签章视为对申报者情况的确认。申报者情况姓 名杨金潮性别男出生年月1986年10月所在学院水利与土木工程学院专业土木工程现学历大学本科年级2006级学制 4 年入学时间2006年9月作品全称农村房屋住宅结构抗台风能力调查研究 毕业论文题目通讯地址华南农业大学水利与土木工程学院邮政编码510462单位电住地通讯地址华南农业大学华山7栋102邮政编码510642住宅电作者情况姓 名性别年龄学历所在单位资 格 认定学院学籍管理部门意见 是否为2009年7月1日前正式注册在校的全日制非成人教育、非在职的各类高等院校中国学生（含本科生和研究生）。是 否若是，其学号为： 200630490233 （学院盖章） 年 月 日院系负责人或导师意见 本作品是否为课外学术科技或社会实践活动成果。 是 否负责人签名： 年 月 日B1申报作品情况（自然科学类学术论文）说明：1必须由申报者本人填写；2本部分中的科研管理部门签章视为对申报者所填内容的确认；3作品分类请按作品的学术方向或所涉及的主要学科领域填写；4硕士研究生、博士研究生作品不在此列。作品全称 农村房屋住宅结构抗台风能力调查研究 作品分类（ A ）A机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控 制、工程、交通、建筑等） B信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等） C数理（包括数学、物理、地球与空间科学等） D生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健 康、卫生、食品等） E能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化 工、生态、环保等）作品撰写的目的和基本思路目的:针对湛江地区受台风影响比较频繁的实际情况，通过对农村住宅建筑结构等各方面的调查研究，归类分析台风对住宅的影响，同时针对湛江农村住宅抵抗台风能力较差的情况，为村民提供抵抗台风的知识，并为村民优化房屋结构提出建议和方案。基本思路：通过对粤西地区海拔、地形、基本风压的调查了解以及对调查地区的房屋普遍构造的实地调研，结合土木工程专业工程结构荷载与可靠度设计原理，对粤西地区（主要是湛江地区）房屋结构抗台风能力进行调查评估。其次，归纳总结房屋结构抗风原理，提出结构风荷载设计建议，增强居民抗风防风意识，促进湛江农村房屋住宅结构抗台风能力的提高。作品的科学性、先进性及独特之处 1.通过工程结构荷载计算设计与实地调研相结合展开科技入户活动。 2专访实地居民，获取第一手数据资料和居民感受，亲身体验房屋构造与环境。 3以调查问卷形式，收集大量实测数据，为理论分析做好充分准备。 4本次调研为2007年8月之前，湛江市麻章区关于房屋抗风能力的首次调查，得到湛江市麻章区政府与居委会的一致肯定和高度评价。作品的实际应用价值和现实意义 本作品注重实地调查与理论知识结合，针对湛江农村住宅结构抗台风能力较弱的特点，分析原因，为农村住宅结构的设计提出科学的方案，具有一定的可行性。在建设社会主义新农村的背景下，关注农村建设，支持农村发展，是国家发展政策的主旋律，为如何更好的服务农村出谋划策，体现该活动的先进性。同时，当今学术界在建筑研究方面主要集中在城市建设中。但农村住宅建筑受台风影响远高于城市建筑。因此，研究并提高农村住宅结构抗台风能力是一项势在必行的任务。 学术论文文摘 针对湛江地区受台风影响比较频繁的实际情况，通过对农村住宅建筑结构等各方面的调查研究，应用土木工程结构荷载与可靠度设计原理，归类分析台风对住宅的影响，同时针对湛江农村住宅抵抗台风能力较差的情况，为村民提供抵抗台风的知识，并为村民优化房屋结构提出建议和方案。作品在何时、何地、何种机构举行的会议上或报刊上发表及所获奖励 曾在湛江市麻章区2007年三防工作总结会议上作为参考资料发表，并受麻章区政府邀请于2008年起未来五年内对受调查地区进行第二次深入调研。鉴定结果请提供对于理解、审查、评价所申报作品具有参考价值的现有技术及技术文献的检索目录1 李必瑜.房屋建筑学.武汉理工大学出版社.20002 苏达根.土木工程材料. 高等教育出版社.20033 李国强.工程结构荷载与可靠度设计原理.中国建筑工业出版社.20074 朱保良.新世纪农村住宅设计与施工.同济大学出版社.2000申报材料清单（申报论文一篇，相关资料名称及数量）1.论 文 1篇：农村房屋住宅结构抗台风能力调查研究2.分 析 图 纸 1张：附录13图 片 6张：附录2科研管理部门签章 年 月 日C.当前国内外同类课题研究水平概述说明：1.申报者可根据作品类别和情况填写； 2.填写此栏有助于评审。 低层房屋风荷载特性及抗台风设计研究一论文于2008年56月发表，这是国内就房屋抗风设计课题具有代表性的文章。该文根据国内外有关低层房屋风荷载的全尺寸实测、模型风洞试验及其理论方面的研究，包括本文进行的低层房屋屋面风压分布的风洞模型试验和计算机数值模拟计算，对低层房屋的风荷载特性进行了系统而深入的研究，较好地揭示了低层房屋表面的平均风压、局部风压和压力的波动随房屋的几何尺寸、屋面形式、屋面坡度、风向角、檐口构造、覆面材料和门窗开洞而变化的特点和规律。在此基础上，结合对台风受灾地区房屋破坏情况的实地调查，分析和总结了影响低层房屋抗风性能的主要因素，提出了适用于多台风区低层房屋抗风设计的，基于不同安全度要求的多级设防标准和抗风设计方法，以及低层房屋抗台风的概念设计方法和构造措施。本文的最后，通过一抗台风试点房的设计和建造，对本文的研究成果进行了实际的检验和应用，同时对沿海地区的抗台风民房设计和建造起到了示范的作用。 低层房屋的抗台风问题是我国沿海台风多发地区一个现实而又亟待解决的问题。本文的研究成果可为有关地区制订相应的建筑抗风设计标准和规范提供参考。 该文章运用的风荷载理论知识与本申报论文结构抗风分析原理一致，本论文中运用到的基本风压值、风荷载体型系数、风压高度变化系数和风振系数等，皆是上述文章中“模型风洞试验、房屋几何尺寸、屋面形式、屋面坡度、风向角、檐口构造与风压的研究”等成果相似或相同。以上表明早在2007年8月研究撰写的本申报论文在学术和实践研究上都具有这较为丰富的学术价值与利用开发前景。D.推荐者情况及对作品的说明说明：1由推荐者本人填写； 2推荐者必须具有高级专业技术职称，并是与申报作品相同或相关 领域的专家学者或专业技术人员（教研组集体推荐亦可）； 3推荐者填写此部分，即视为同意推荐； 4推荐者所在单位签章仅被视为对推荐者身份的确认。推荐者情况姓 名性别年龄职称工作单位通讯地址邮政编码单位电话住宅电话推荐者所在单位签章 （签章） 年 月 日请对申报者申报情况的真实性作出阐述请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出您的评价其它说明推荐者情况姓 名性别年龄职称工作单位通讯地址邮编单位电话住宅电话推荐者所在单位签章 签章日期 年 月 日请对申报者申报情况的真实性作出阐述请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出您的评价其它说明F参赛作品打印处 农村房屋住宅结构抗台风能力调查研究报告目的:针对湛江地区受台风影响比较频繁的实际情况，通过对农村住宅建筑结构等各方面的调查研究，归类分析台风对住宅的影响，同时针对湛江农村住宅抵抗台风能力较差的情况，为村民提供抵抗台风的知识，并为村民优化房屋结构提出建议和方案。形式：理论准备、实地调研、分析数据并撰写报告地点：湛江市麻章区麻章镇东镇福民居委会（一）调查数据分析与实地情况评估 1、审批情况：湛江麻章镇福民居委会住宅基本没有经过有关部门的审批，缺乏科学合理的规划和设计，住宅结构受台风影响较大。该镇大部分旧式房屋修建于改革开放前期或初期，由于当时居民法律意识欠缺，资金不足，政府无明确法律法规办颁布实施，旧式房屋均无任何关于有关部门的审核文件。访谈中的居民都表示，“当时有钱建起房子就很了不起，根本不需要任何审批文件”。另外，对于旧式民宅和新式楼房之间的房屋建造、拆卸的要求和规定，政府考虑到从旧城区到新城区过渡的进程中新旧矛盾冲突，对新式楼房采取了严格的审核批改措施，符合国家所有法律要求，对旧式房屋的无文件审批状况，依然给予居住使用权力。2、当地台风概况调查：湛江全市平均海拔50至250米之间，基本风压按50年重现期风压值采用，风压值在0.500.75之间。不考虑风压脉动对底层结构顺风向风振的影响，风振系数取1.0。调查地区地表粗糙类型按B类：田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋较稀疏的乡镇和城市郊区，即风压高度变化系数在1.672.80之间。经过问卷及访谈的了解，该地区以往年台风出现次数一般是23次，但近两年出现台风较以往少，该地区村民得知台风预测信息较准时，主要通过电视、广播、及村民的相互通知的途径获取台风消息。对政府有关部门的台风预防工作较满意，但村民对台风的相关知识了解较少，建房屋时极少会考虑房屋的抗台风能力，绝大多数村民对10级以上的台风非常担心。1996年9月9日，十五号台风在湛江市坡头吴川一带登陆，台风中心经过湛江市区，市区风力，达12级以上，持续1小时48分钟，达13级以上风力持续40分钟，阵风超过17级，是罕见的超级台风灾害。麻章全镇倒塌房屋500间，受损毁房屋3000多间。损坏作物7万亩，损坏电线路10公里，全镇经济损失1.5亿元。2001年7月2日，3号台风榴莲在湛江东简登陆，最大风力达15级，局部暴雨。麻章镇经济损失2000万元，受灾农作物3万亩，房屋倒塌30间。对比两次强台风对该镇的破坏情况，尽管“榴莲”的破坏力不如15号台风强，但比较两次灾害数据差距很大，“榴莲”过境时镇上灾害程度已接近最低水平。调查中四分之三的住户都多次强调近年来政府在台风预报到台风防治到台风后救济工作上下了很大功夫，居民充分感受到这些措施给他们安全财产上带来的保障。3、住宅设计、结构、材料情况调查: （1）该地区80的房屋的施工单位是没有经过专业培训的施工队。造成很多房屋结构不合理，大大降低防台风的能力。调查中的房屋建造承担方都为个体私营建筑者，据了解都是当时做施工建筑为生的水泥匠组成团队开工建造房屋，没有工程管理或监督等体系，在房屋建造用料上一般由屋主负责选购，再交由水泥匠们进行施工建造。在当时公民建体系不完善，监管力度不存的情况下，旧式房屋存在着不少安全缺陷和隐患，不能做到100地保证生命财产安全。（2）调查结果中56的房屋是砖木结构。砖木结构是指承重的主要构件是用砖、木材建造的。如一幢房屋是木制房架、砖墙、木柱建造的。房屋的竖向由砖或部分木柱承重，横向如搁栅、桁条等由木材承重的结构。这类房屋在旧房中较多。此类建筑一般内部结构复杂，房间布置不规范，通道四通八达。许多居民为了增加居住面积，自建阁楼；在较为空旷的地方搭建临时房间，造成建筑内房间纷杂多样，房间入口不一。加之使用年限长，房屋老化严重。此类建筑一般建造的时间都较长，经过多年的风吹雨打，在不同程度上房屋都受到了损坏，出现了地板裂缝，屋顶漏洞，墙壁开花等现象。遇上强台风袭击，可以说随时有倒塌的危险。近年来人们逐步意识到身处此类房屋的安全隐患，在部分居民口中了解到，他们对自己房屋的维护工作不敢马虎，时常进行。据悉，有关部门定期对砖木民房、危房进行登记、初审、勘测、验算、审核以及加固维修等一系列措施保障房屋安全。另外一部分房屋为框架结构是由梁和柱组成承重体系的结构。主梁、柱和基础构成平面框架，各平面框架再由联系梁连接起来而形成框架体系。框架结构的最大特点是承重构件与围护构件有明确分工，建筑的内外墙处理十分灵活，应用范围很广。承受台风能力要比砖木结构强得多。 （3）在调查中78的墙体是砖墙，砖墙绝大部分是采用规格统一的红砖或灰沙砖砌筑。这种墙体整体性强，重量较小，抗台风能力有一定的提高。但砌墙砂浆的选用不规范，采用黄泥、细沙灰和少量的水泥拌和而成的砂浆使用时间一长或长期受潮时其粘结性能便会大大降低甚至失效，加上缺乏墙体保护措施，导致暴风雨时，墙体出现渗水情况较严重。我们实地考察了一些已被废弃的旧式危房，砖木结构房屋个别墙体倒架歪，部分墙体局部倒塌，多数墙体开裂、梭瓦。砖混及框架结构房屋个别梁柱裂缝，墙体开裂严重，少数墙体普遍开裂，部分墙体开裂明显或个别承重构件轻微裂缝，只有部分墙体轻微裂缝或部分抹灰层脱落或完好。这样的结构强度在特大台风面前简直是不堪一击。危房周边的居民也反映，危房的存在对他们的生命安全构成威胁，若危房倒塌，必定波及周围房屋，政府已着手处理城乡危房问题，拆卸和维护工作正在开展当中。（4）该地区农村住宅建筑的屋顶主要有坡顶屋、平顶屋两种形式。早期修建的房屋由于经济条件，传统习惯等因素，一般坡屋顶的形式。调查中发现一般转木结构的房屋都是坡顶屋，因为砖木结构中横向承重的搁栅、桁条在建造工艺上都是建成坡顶，再在上面加铺瓦片和茅杆等覆盖物。在旧社会这是民房的主流建造模式，一般几十年的房子，屋顶覆盖物的保护能力都具有时限，居民要定期对屋顶进行保养维护，措施是修葺或更换新瓦片，也就是说房屋的防御能力具有周期性，若是年久失修的坡顶屋遇上大台风，有倒塌的危险。随着经济的发展与建筑技术的提高，平顶屋结构也慢慢的发展起来。平顶屋绝大多数在近些年来人们生活水平有所提高的条件下建造，而且规模层数不等，平顶房一般是使用钢筋混凝土结构，抗台风能力比起砖木结构要强得多。在调查中发现，房屋受损上报中，屋顶损坏的个案占总数的6070，从居民口中了解到，屋顶是房屋抗风的薄弱环节，尤其是砖木结构的瓦顶房和茅顶房，屋顶的直接破坏形式主要有：屋顶被台风掀翻，屋顶漏水，台风吹来的杂物砸坏屋顶。造成这几种破坏形式的原因主要有：a、屋顶与墙体的结合性较差，遇到较大的台风时，屋顶与墙体的结合处不能抵抗大风对屋顶的作用，导致屋顶与房屋承重结构发生脱离而引起倒塌。旧式建造房屋没有水泥，一般使用石灰搅泥粘和部件，多年过去后石灰加泥松脱，房屋构建间不够稳固。b、屋顶瓦片搭接不严密的现相比较普遍，因此发生漏水的情况较多。居民透露，台风来临前，屋顶瓦片加固工作非常重要，瓦片间的衔接直接决定房屋的防风能力，如果有一片瓦片首先被风掀翻，像骨牌效应一样，因为漏风缘故其他很多瓦片会相继被掀。 c、门窗密封性较差，容易让台风吹进室内以至由内而外掀翻屋顶。调查中有几位村民谈到了他们的房屋被台风掀翻屋顶的经历，总结发现，屋顶被掀的一个共同点是台风进入房屋内部，几座的房屋都是由于台风吹袭时大门被打开或窗户受到破坏漏风，从而被掀翻屋顶。根据工程结构荷载与可靠度设计原理分析：实际结构所受的风压并不能用风速风压计算方程（伯努力方程）直接算出，而要通过其修正系数风载体型系数进行计算：一个非流线型截面的柱体（称钝体），气流受其干扰后，在物体的边缘某处发生脱体。对于矩形截面，脱体在迎风面的两个角隅处发生。对于钝体，该边界层随脱体而出，将气流分隔成两部分，外区的气流几乎不受流体黏性影响，但内体是一个尾涡区，该区受黏性和湍流影响，能量散发比较明显，边界层的边缘气流速度与尾涡区形状有关，尾涡区的形状又与结构物的截面形状有关。因此，风载体型系数与房屋的结构截面形状有密切关系。设房屋表面（除背风面）某点的流速为v，压力为p。则由伯努力方程有 p。+1/2pv。2=p+1/2pv2 其中p。也相当于大气压p，也即为房屋的内表压力。风压实际上为房面外表与内表压力差，即风载体型系数为：w1v2/v2。 上图为典型双坡屋顶房屋，设计上将同一部分各点的w值平均，作为该部位风载体型系数的代表值。图中数字为双坡屋顶房屋迎风面、背风面、侧面、迎风屋面和背风屋面的w值。实验表明：当单面开敞或前后墙开敞双坡屋顶房屋时，前后受风载作用面w绝对值明显增大，即风载对房屋的破坏大大增加。 密不透风的房屋作为一个整体，受风时由于外墙稳固和部分外力抵消等原故，有较强的抗压抗挤能力，但一旦气流进入屋内，整体防护结构被破坏，气流会从内外两方将房屋结构破坏。研究相信，房屋外墙倒塌、破裂的情况，部分也由于内外气流作用造成。（5）调查中还发现，把一些结构相同，建材相仿的房屋进行比较，发现有的多年来受台风破坏严重，多处多次受损，然而有的经历多次超强台风，丝毫无损。据访谈得知，住宅区刚建成时只有零星几间建筑物，四面八方都是空地，受台风破坏最惨烈，后来随着房屋数量增多，坐落在众房之中的房屋，由于外围房屋的保护，受袭程度相对小了很多，因此许多后期建造的小房在台风来袭时，基本上不受损害。总结为一些坐落在较多建筑中间的房屋受大风的影响较少，而建在空旷地的建筑，没有其他建筑的遮挡受台风影响较大。（6）经数据统计，73的受访房屋是在80年代前建造，由于当时经济条件差，大部分采用砖木结构的缘故，经历了二十几年的风吹雨打，承重的柱子，还有搁栅、桁条等梁和柱大都受到雨水、蛀虫和一些化学物质的侵蚀，严重的已出现不同程度的断裂、脱落，另外砖与砖之间的粘合性也由于化学物质作用大大降低，出现松动，居民可以做的补救措施就是在木质构件上涂保护漆，和在墙上抹水泥来加固，但作用不显著，表面的加固解决不了构件内部的问题，年份大的房屋存在一定的危险性。(7)旧式房屋周围你安全隐患让人担心，台风经过时容易发生各种意外事故。由于老城区建设没有统一的规划蓝图，旧时期居民自己拥有的土地不是规规举举的方圆分配，加上每户建房的时间不同，供电、供水设备杂乱无章，纵横交错，电线杆与房体之间没有统一的距离标准，有的甚至直接牵在房顶、屋檐、门眉等处，水管随意嫁接，很多暴露在墙角和房屋外面，日晒雨淋，破旧不堪，房屋窗台、天台杂物多而凌乱，台风来到时，很容易引起火灾、水管爆裂、高空物伤人等意外。小结：该地区房屋大多数没有经过设计、审批，施工队也没什么专业知识，村民对台风认识不够深，极少会考虑房屋的抗台风能力；住宅采用非框架结构的比例较大，墙体的建造不规范，较多使用坡顶屋，房屋年份较大，日久失修，安全隐患多，没有系统规范的维护体制，该地区的房屋整体上抗台风能力弱。 （二）建议及相关问题的解决办法1、有关部门加强完善审批制度及建筑管理制度，村民应提高安全意识，在建设房屋之前应该考虑到如何提高房屋本身的防风能力，聘请有关专业人员设计房屋，建造房屋应找专业的施工队，使房屋结构更加科学、合理。政府应尽快出台或完善有关旧时房屋的勘查、维护、管理等制度，特别在新老城建设过渡时期，要从实际出发，做好旧房拆留安排工作；对遗留下来的旧式建筑，采取更加严谨的管理方案，做好危房安全隐患的宣传教育工作，妥善安排在危房居住的居民；严格遵守房屋建造的善审批制度及建筑管理制度，保障人们生命财产安全。2、媒体机构进一步完善台风预测、报告机制，及时为人们提供准确有用的台风信息，确保台风来到前人们有足够的时间做好防风准备，保护人民群众生命财产。当地广播电台、电视台、移动服务机构和政府有关宣传部门实时与地方“三防”部门联系，掌握第一手台风灾害情况，第一时间想人民群众传达灾害通知，切实做到及时预报，及时跟踪，及时处理。3、在经济允许的条件下，建造房屋最好采用平顶屋建造模式，钢筋混凝土框架结构或剪力墙结构。由于平屋顶与房屋结合性好，使建筑具有较好的完整性，从而增加建筑本身抵抗外力作用的能力，平屋顶对承重也有一定的优势，所以建议使用平屋顶的形式，砂浆的选用要注意各种成分的比例要合适，预防墙体的错位或开裂，采用墙体的相关保护措施，提高墙体的散水性，免受雨水侵袭导致墙体受损。4、大力发展适用于农村的经济实用材料，推广可循环利用的新型建筑体系；推广应用高性能，低材耗的建筑材料；鼓励各地因地制宜地选用当地的可再生的材料和产品，努力构建和谐的农村生态体系，促进湛江农村的可持续发展。5、房屋住户们要增强防台风意识，学习台风知识，为与台风斗争做好准备。台风来临时，抵御台风的方法有：注意收听、收看有关媒体的