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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: 2020-12-14

第四期:科学技术奖--特等奖项目《高性能组合结构的创新、关键技术与工程应用


主要完成单位:

沈阳建筑大学、中国建筑标准设计研究院有限公司、

中建科工集团有限公司

主要完成人:

李帼昌、郁银泉、张海霞、杨志坚、汪晓阳、王喆、贺小项、隋伟宁、李明、邱增美、陈博文、李晓、王占飞、许伟、方晨、刘迪、杨宇、张琦、刘明伟、吴潜

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图1 项目团队部分成员与周绪红院士、岳清瑞院士合影

项目成果简介:

随着我国人口的增加、大规模城镇化,房屋建筑数量和质量需求不断提高,城市用地日益紧张,建筑物向更高、更大空间发展,建筑业的建造技术需要升级。大型复杂工程对结构性能提出了新要求。基于此,李帼昌教授项目组在3项国家自然科学基金面上项目、1项国家“十二五”科技支撑计划课题和3项子课题等资助下,经过近20年的艰苦努力,开展了高性能钢管混凝土构件、高性能结构体系、配套预制构件及高效连接技术的研究,攻克了高性能组合结构在构件截面创新、体系研发及设计理论与方法等方面的多项科学与技术难题,取得的创新成果有:

(1)研发了内置CFRP圆管的方钢管混凝土、工字形CFRP型材-方钢管-混凝土、高强方钢管高强混凝土三种新型组合截面,建立了组合材料本构关系、强度准则和高强材料最优匹配准则;提出了不同约束效应的三种高性能钢管混凝土构件及高性能体系的设计理论与方法;建立了基于充分发挥材料性能的最优组合机制。

(2)研发了系列新型装配式高性能梁柱连接节点和K型支撑与钢管混凝土柱连接节点,建立了反映变形机制、破坏模式的节点设计技术;提出了新型节点的装配化制作和施工方法;建立了具有合理屈服机制的外置支撑-框架结构体系,显著提高结构体系在罕遇地震下的抗震能力。

(3)建立了不同截面类型组合楼板在不同加载模式下的界面粘结-滑移本构模型,提出了大跨度组合楼板纵向剪切性能的评价方法,实现了组合楼板界面实际受力状态的准确预测;建立了基于压型钢板与混凝土协同工作机制的组合楼板设计理论与方法,为大跨度压型钢板-混凝土组合楼板在大空间、大跨度建筑中的应用提供了理论基础。

(4)研发了新型装配式轻质保温复合墙,建立了复合墙体满足严寒地区节能要求的保温、隔声、阻湿、抗风构造措施和设计方法;提出了不同类型围护结构与主体结构的连接技术,实现了连接的精细化、标准化设计。

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图2 技术成果应用于沈阳市府恒隆广场

项目成果应用在沈阳恒隆2A期酒店改造工程、沈阳市城建档案馆等多项工程中,取得了显著的经济、社会效益。项目形成了具有自主知识产权及经工程验证的核心技术成果体系,推动了我国高性能组合结构产业的发展和土木工程行业的技术进步。


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近五年年检结果

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