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中国钢结构协会2020年度科学技术奖成果展示——中船钢构工程股份有限公司

发布时间: 2020-12-12

第三期:科学技术奖--特等奖项目《冷弯薄壁型钢结构多层房屋关键技术及应用》

 大跨空间钢结构抗震减震关键理论与工程技术创新

主要完成单位:

重庆大学、华新顿现代钢结构制造有限公司、日照大象房屋建设有限公司、上海钢之杰钢结构建筑系统有限公司、大禾众邦(厦门)智能科技股份有限公司、北新房屋有限公司、长安大学、兰州大学、加拿大铁卢大学

主要完成人:

石宇、周绪红、徐磊、王卫永、黄石磊、马全涛、许金勇、何永康、杨秀红、管宇、刘占科、何子奇、聂少锋

项目成果简介:

针对发展冷弯薄壁型钢结构多层房屋的技术瓶颈,重庆大学、华新顿现代钢结构制造有限公司、日照大象房屋建设有限公司等9家单位联合,在国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助下,历时18年,通过大量试验研究、理论分析、数值模拟、设备与工艺开发等研发工作,取得了如下创新性成果:

1. 研发新型多层冷弯薄壁型钢结构体系,推动了我国冷弯薄壁型钢结构房屋由低层向多层发展

提出夹支单层薄钢板剪力墙和钢管端柱-双面蒙皮钢板剪力墙两种抗侧力构件,解决了冷弯薄壁型钢多层房屋结构抗侧刚度和层间抗剪承载力不足的问题。提出冷弯薄壁型钢梁-压型钢板自流平砂浆/细石混凝土楼盖,有效提高了楼盖的抗弯承载力、平面内刚度和振动舒适度。并提出梁柱以及层间连接等关键节点的构造要求,保证了结构的层间剪力有效传递。

2. 建立结构的分析理论和设计方法,形成了多层冷弯薄壁型钢结构的设计技术

提出了冷弯薄壁型钢轴压构件的畸变屈曲、拼合截面梁及柱、剪力墙、组合楼盖静力和振动舒适度的分析理论与设计方法。通过振动台试验和有限元分析,提出了多层冷弯薄壁型钢结构的平面布置、阻尼比和层间位移角限值等抗震设计指标。建立了冷弯薄壁型钢拼合截面柱、组合墙体和组合楼盖的抗火分析理论与设计方法。

3. 开发高效的制作与安装技术,提高了冷弯薄壁型钢房屋的建造质量与效率

开发了用于多层冷弯薄壁型钢结构的龙骨生产设备、轻钢建筑设计软件及云控智造系统。研发出冷弯薄壁型钢结构多层房屋的龙骨拼装设备、现场施工工法,形成了集建筑、结构、装修和设备管线一体化的二维或三维建筑模块,并编制了标准图集,有效提高了施工质量和施工效率。

项目组先后出版学术专著1部,主编或参编国家及行业标准6部,授权发明专利17项、软件著作权2项,发表论文80余篇。成果在国内外住宅、酒店及公共建筑中得到应用,面积达140多万平方米,取得了显著的经济效益和综合效益,促进了我国建筑工业化和绿色建筑的发展。

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            (a)施工阶段模型            (b)正常使用阶段模型

图组足尺模型振动台试验

 

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图组2 常熟六层冷弯薄壁型钢结构住宅


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近五年年检结果

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