材料科學(xué)與工程專題：綠色“新基建”時(shí)代下的工程材料探究，金屬、混凝土力學(xué)分析及其在建筑優(yōu)化與可持續(xù)發(fā)展中的應(yīng)用

專業(yè)：工程

項(xiàng)目類型：國(guó)外小組科研

開始時(shí)間：2025年01月11日

是否可加論文：是

項(xiàng)目周期：7周在線小組科研學(xué)習(xí)+5周不限時(shí)論文指導(dǎo)學(xué)習(xí)

語(yǔ)言：英文

有無(wú)剩余名額：名額充足

建議學(xué)生年級(jí)：大學(xué)生 高中生

是否必需面試：否

適合專業(yè)：土木與環(huán)境工程材料科學(xué)與工程土木工程建筑設(shè)計(jì)材料科學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)橋梁工程巖土工程材料工程建筑設(shè)計(jì)與城市規(guī)劃

地點(diǎn)：無(wú)

建議選修：大學(xué)物理綜合及其工程應(yīng)用

建議具備的基礎(chǔ)：工程材料、建筑材料、材料力學(xué)、工程力學(xué)等相關(guān)專業(yè)的學(xué)生及對(duì)相關(guān)專業(yè)感興趣的學(xué)生。學(xué)生需要具備物理、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。

產(chǎn)出：7周在線小組科研學(xué)習(xí)+5周不限時(shí)論文指導(dǎo)學(xué)習(xí) 共125課時(shí) 項(xiàng)目報(bào)告 優(yōu)秀學(xué)員獲主導(dǎo)師Reference Letter EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等級(jí)別索引國(guó)際會(huì)議全文投遞與發(fā)表指導(dǎo)（可用于申請(qǐng)） 結(jié)業(yè)證書 成績(jī)單

項(xiàng)目背景：建筑是空間的藝術(shù)，不僅提供給人類居住環(huán)境，好的建筑更是一道靚麗的人文景觀。隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的進(jìn)步，土木工程相關(guān)的材料、技術(shù)以及理論都在不斷完善和更新，土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工程新材料的研究、開發(fā)和應(yīng)用成為了世界各國(guó)的關(guān)注焦點(diǎn)。自20世紀(jì)60年代以來(lái)，新型城鎮(zhèn)化提上各國(guó)發(fā)展日程，意味著人類的住房必須要更新形式，從傳統(tǒng)建筑轉(zhuǎn)向綠色建筑，融入節(jié)約、智能、綠色、低碳等生態(tài)文明的新理念。

項(xiàng)目介紹：本課程將探討和分析建筑力學(xué)原理和綠色建筑概念——從建筑力學(xué)原理和結(jié)構(gòu)入手，帶領(lǐng)學(xué)生探究常用的工程材料，金屬，混凝土和鋼筋混凝土以及它們對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響、詳細(xì)分析橋梁結(jié)構(gòu)、載荷與極限。本課程的亮點(diǎn)在案例分析，學(xué)生將走近被譽(yù)為“海上奇跡”的港珠澳大橋，深入分析設(shè)計(jì)原理和工程材料，揭示結(jié)構(gòu)是如何建立和繪制橋梁的規(guī)模，討論材料選擇對(duì)建筑及環(huán)境的影響。學(xué)生將在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)，提交項(xiàng)目研究報(bào)告，進(jìn)行成果展示。 This course will explore the principles of building mechanics and the concept of environmentally-friendly construction. We will lead students to explore commonly used engineering materials, such as metal, concrete and reinforced concrete, and their ecological impact, followed by a detailed analysis of bridge structure, load and limit. The highlight of this course is the case study, where students will take a closer look at the Golden Gate Bridge, known as one of the world's architectural classics, delve into the design principles and engineering materials, reveal how structures are built and drawn to the scale of the bridge, and discuss the impact of material selection on architecture and the environment. At the end of this project, students will submit a project research report and display their results.

個(gè)性化研究課題參考：哈利法塔與帝國(guó)大廈設(shè)計(jì)研究分析，金門大橋建筑分析、建筑金屬材料的回收，綠色建筑的設(shè)計(jì)與分析，3D打印風(fēng)車的實(shí)現(xiàn)與探討

Suggested Future Research Fields：Burg Burj Khalifa or Empire State building? Why is the golden gate bridge so iconic? Can metals always be recycled? How can buildings be more sustainable? Can we build windmills using 3D printing?

項(xiàng)目大綱：力的基本原理，結(jié)構(gòu)與平衡；索結(jié)構(gòu)中的張力 Introduction to force, structure, equilibrium, Tension forces in cable structures 簡(jiǎn)單靜態(tài)結(jié)構(gòu)計(jì)算，梁結(jié)構(gòu)中的反作用力 Simple static structure calculation, Reactions in beam structures 工程材料（金屬、混凝土和鋼筋混凝土）及其對(duì)環(huán)境的影響；建筑材料的溫室效應(yīng)潛能值（GWP）和能耗計(jì)算 Introduction to metals, concrete and reinforced concrete and their environmental impacts, calculation of GWP and PE. 橋梁結(jié)構(gòu)分析（拱橋、斜拉橋、桁架橋、懸索橋），橋梁的受力、載荷和極限 Bridges structures, Serviceability and ultimate limit states of bridges 案例分析：世界建筑經(jīng)典——港珠澳大橋的結(jié)構(gòu)分析 Case study: Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge 項(xiàng)目回顧與成果展示 Program review and presentation 論文輔導(dǎo) Project deliverable tutoring