超高层建筑钢骨高强混凝土结构体系抗震关键技术及其应用

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必赢亚洲565.net奖种及等级:国家科技进步二等奖

必赢亚洲565.net主要完成单位:大连理工大学、华侨大学、中国建筑科学研究院、上海建工集团股份有限公司、华东建筑设计研究院有限公司、必赢亚洲565.net三局集团有限公司、内蒙古工业大学

必赢亚洲565.net主要完成人:贾金青、郭子雄、薛彦涛、杨迪雄、许永和、宋玉普、包联进、刘波、闫长旺、刘伟

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项目组自九十年代初率先在国内开展了超高层建筑钢骨高强混凝土结构抗震关键技术及其应用的研究。钢骨高强混凝土结构结合了钢结构和混凝土结构的优点,在工程造价、耐火性上比钢结构有突出的优点。但高强混凝土结构的高脆性使其在高轴压下抗震性能差,当时国内缺乏这方面的研究,更缺少相应的国家规范和标准,这严重制约了其在超高层建筑工程中的推广应用。

项目组进行了大量市内试验及现场试验和测试(5000试块、370个试件与框架、20项现场),研究手段采用室内试验、现场试验、理论分析及数值模拟验证,取得了多项重大创新和技术突破,构建了超高层建筑钢骨高强混凝土结构抗震计算的理论体系、抗震设计体系及施工关键技术,主编了4部国家规范和标准,推动了钢骨高强混凝土结构的推广和应用,满足了城市建设的需求,同时对减灾防灾工作也具有重大意义,主要科技创新如下:

1、构建了超高层建筑钢骨高强混凝土结构抗震计算的理论体系。(1)国内外首创、自主研发了大型混凝土静动三轴试验装置,提出了高强混凝土多轴受力的“通用破坏准则”。(2)创立了全面考虑多因素对超高强混凝土结构抗震综合约束效果的评定方法。(3)提出钢骨高强混凝土柱、梁、节点的受力分析模型与方法。(4)提出了地震动新强度指标和频谱周期参数。(5)率先揭示了地震动的多重分形特征及地震作用下建筑结构的动力响应特征和机理。为超高层建筑结构地震作用下的受力计算、变形计算、强度计算、延性分析提供了重要的理论基础。

2、构建了超高层建筑钢骨高强混凝土结构抗震的设计体系。

(1)提出了一整套超高层建筑钢骨高强混凝土结构抗震设计技术方法(包括146个计算公式及两套自行研发的计算程序);(2)提出了钢骨高强混凝土结构抗震设计准则;(3)提出了钢骨高强混凝土结构抗震构造措施。该创新是超高层建筑钢骨高强混凝土结构抗震设计的关键技术集成,使钢骨高强混凝土结构抗震设计有据可依,有效解决了“高强混凝土结构的高脆性与高承载力的矛盾”这一技术瓶颈,保证了满足抗震延性要求的地震作用下钢骨高强混凝土结构的承载力。

3、创建了超高层建筑钢骨高强混凝土结构施工关键技术。

(1)研发了超高层建筑钢骨高强混凝土结构收缩开裂控制技术。(2)研发了钢骨高强混凝土结构节点施工技术。(3)研发了钢骨高强混凝土结构规模化施工等多项建造关键技术。保证了钢骨高强混凝土结构施工的顺利实施。

基于以上研究成果,主编了4部国家规范和标准;授权专利28项;发表论文173篇,其中SCI和EI检索135篇;完成人为第一作者的学术专著7部;获省部级科技进步一等奖1项。培养博士51名,硕士87名。

研究成果应用一百余项大型工程,近三年新增销售额约85亿元,新增利润3.6亿元,取得了显著的经济效益。项目组主编的国家规范自实施以来,推动超高层建筑钢骨高强混凝土结构的推广及应用,很好的解决了钢骨高强混凝土结构体系的抗震问题,减少了潜在的人员和财产损失,产生了巨大的社会效益。

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