獎(jiǎng)種及等級(jí):國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)
主要完成單位:大連理工大學(xué)、華僑大學(xué)、中國(guó)建筑科學(xué)研究院、上海建工集團(tuán)股份有限公司、華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司、中建三局集團(tuán)有限公司、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
主要完成人:賈金青、郭子雄、薛彥濤、楊迪雄、許永和、宋玉普、包聯(lián)進(jìn)、劉波、閆長(zhǎng)旺、劉偉
項(xiàng)目組自九十年代初率先在國(guó)內(nèi)開展了超高層建筑鋼骨高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)抗震關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用的研究。鋼骨高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)合了鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),在工程造價(jià)、耐火性上比鋼結(jié)構(gòu)有突出的優(yōu)點(diǎn)。但高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的高脆性使其在高軸壓下抗震性能差,當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)缺乏這方面的研究,更缺少相應(yīng)的國(guó)家規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),這嚴(yán)重制約了其在超高層建筑工程中的推廣應(yīng)用。
項(xiàng)目組進(jìn)行了大量市內(nèi)試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和測(cè)試(5000試塊、370個(gè)試件與框架、20項(xiàng)現(xiàn)場(chǎng)),研究手段采用室內(nèi)試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、理論分析及數(shù)值模擬驗(yàn)證,取得了多項(xiàng)重大創(chuàng)新和技術(shù)突破,構(gòu)建了超高層建筑鋼骨高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算的理論體系、抗震設(shè)計(jì)體系及施工關(guān)鍵技術(shù),主編了4部國(guó)家規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),推動(dòng)了鋼骨高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的推廣和應(yīng)用,滿足了城市建設(shè)的需求,同時(shí)對(duì)減災(zāi)防災(zāi)工作也具有重大意義,主要科技創(chuàng)新如下:
1、構(gòu)建了超高層建筑鋼骨高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算的理論體系。(1)國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)、自主研發(fā)了大型混凝土靜動(dòng)三軸試驗(yàn)裝置,提出了高強(qiáng)混凝土多軸受力的“通用破壞準(zhǔn)則”。(2)創(chuàng)立了全面考慮多因素對(duì)超高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)抗震綜合約束效果的評(píng)定方法。(3)提出鋼骨高強(qiáng)混凝土柱、梁、節(jié)點(diǎn)的受力分析模型與方法。(4)提出了地震動(dòng)新強(qiáng)度指標(biāo)和頻譜周期參數(shù)。(5)率先揭示了地震動(dòng)的多重分形特征及地震作用下建筑結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)特征和機(jī)理。為超高層建筑結(jié)構(gòu)地震作用下的受力計(jì)算、變形計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算、延性分析提供了重要的理論基礎(chǔ)。
2、構(gòu)建了超高層建筑鋼骨高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)抗震的設(shè)計(jì)體系。
(1)提出了一整套超高層建筑鋼骨高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)技術(shù)方法(包括146個(gè)計(jì)算公式及兩套自行研發(fā)的計(jì)算程序);(2)提出了鋼骨高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則;(3)提出了鋼骨高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施。該創(chuàng)新是超高層建筑鋼骨高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)集成,使鋼骨高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)有據(jù)可依,有效解決了“高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的高脆性與高承載力的矛盾”這一技術(shù)瓶頸,保證了滿足抗震延性要求的地震作用下鋼骨高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的承載力。
3、創(chuàng)建了超高層建筑鋼骨高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)。
(1)研發(fā)了超高層建筑鋼骨高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)收縮開裂控制技術(shù)。(2)研發(fā)了鋼骨高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)施工技術(shù)。(3)研發(fā)了鋼骨高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)?;┕さ榷囗?xiàng)建造關(guān)鍵技術(shù)。保證了鋼骨高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)施工的順利實(shí)施。
基于以上研究成果,主編了4部國(guó)家規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn);授權(quán)專利28項(xiàng);發(fā)表論文173篇,其中SCI和EI檢索135篇;完成人為第一作者的學(xué)術(shù)專著7部;獲省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)。培養(yǎng)博士51名,碩士87名。
研究成果應(yīng)用一百余項(xiàng)大型工程,近三年新增銷售額約85億元,新增利潤(rùn)3.6億元,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。項(xiàng)目組主編的國(guó)家規(guī)范自實(shí)施以來,推動(dòng)超高層建筑鋼骨高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的推廣及應(yīng)用,很好的解決了鋼骨高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)體系的抗震問題,減少了潛在的人員和財(cái)產(chǎn)損失,產(chǎn)生了巨大的社會(huì)效益。