由研究室李国强教授、孙飞飞副教授负责的十一五国家科技支撑计划课题“高性能建筑结构设计关键技术研究”(2006BAJ01B02)于2011年3月20日在北京顺利通过验收。该课题从2007年1月1日起到2010年12月30日,历时4年,在全体研究人员的共同努力下,取得了一系列丰硕的成果。哈尔滨工业大学、中国建筑科学研究院等单位一起参与了课题的研究工作。
课题目前进展情况简介
本课题严格按照计划安排及设定的阶段目标进行,已经完成了预期研究内容,取得了系列成果。目前已经完成的主要工作包括:
制定了高效钢结构设计关键技术研究、钢-混凝土组合结构设计关键技术研究和新型空间结构体系及设计关键技术研究的总体思路
提出了在不同极限状态下节点转动刚度的确定方法
完成了半刚性连接钢框架结构分析方法研究
完成了影响结构整体极限承载力的主要因素研究
完成了18个内含工字钢的型钢混凝土柱、20个钢管约束钢骨混凝土柱、10个设置钢筋加劲的新型异形钢管混凝土短柱、7个两边连接钢板混凝土组合剪力墙、3个钢板剪力墙、12个屈曲约束支撑试件、12个内藏钢桁架混凝土组合剪力墙等试件的抗震性能试验研究
完成了新型组合剪力墙的软化桁架模型研究
完成了带有屈曲约束支撑的钢框架和组合框架结构体系的研究
完成新型张弦结构合理选型研究
完成新型张弦结构静力全过程性能理论与研究
完成索穹顶及全张力体系合理选型及初始形态确定的理论分析工作,正在进行数据整理及成果发表等工作
完成膜结构体系、合理选型、初始形态确定研究
正在进行相关设计规程、设计标准、设计指南、图集的编制大纲工作
课题科研成果产业化成果
1.TJ型屈曲约束支撑
本课题组研制的TJ型屈曲约束支撑,已经应用于多项新建工程和加固改造工程,见表1。
表1:TJ型屈曲约束支撑工程应用
新建工程 |
加固改造工程 |
上海世博中心 |
上海恒丰中学教学楼 |
上海虹桥交通枢纽 |
山东郯城县医院 |
东方体育中心 |
董家渡1#楼抗震加固改造 |
阿富汗喀布尔Marriott酒店 |
杨浦政化路小学加固 |
北京嘉和嘉事医药物流有限 公司二期仓库工程 |
北京电子信息学校抗震加固 |
山西图书馆 |
合肥元一柏庄小学教学楼抗震加固 |
三林体育中心 |
宁波梅墟小学 |
武汉保利广场 |
山西中医学院第二中医院 住院楼扩建改造 |
虹桥综合交通枢纽公共事务 中心公共服务中心大楼 |
上海金融学院3#和4#楼 抗震加固改造 |
甘肃兰州云天皇冠酒店 |
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上海地震局防震减灾中心 |
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京沪高铁重点工程-天津西站站房 |
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玉树洲红旗小学 |
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宁夏平罗四中 |
2.新型组合结构体系及新型组合结构构件
本课题研究的新型组合结构体系及新型组合结构构件部分研究成果已在一些超高层及大跨度重大工程中得到应用,取得较好的经济效益和社会效益。其中,新型组合核心筒已应用于北京财富三期工程和大连国际会议中心,钢管约束钢筋混凝土结构已应用于大连体育馆工程,新型巨型支撑结构体系应用于青岛海洋中心,配筋巨型钢管混凝土柱和超厚型钢混凝土剪力墙应用于深圳京基金融中心,钢管混凝土转换桁架结构应用于天津响锣弯开发区的内蒙古大厦。
本课题申请并获得授权的两项国家发明专利“钢筋加劲的异形钢管混凝土柱”和“钢筋加劲的多边形钢管混凝土柱”已被广东浩和建筑有限公司申请进行独占实施许可,计划进行实际工程中推广应用,并与课题组所在的哈尔滨工业大学土木工程学院签署了校企合作协议,计划出资立项对这种新型组合构件进行更加深入的研究。可以预见,这种新型组合构件应用前景广阔。
3.新型空间结构设计理论在重大工程中的应用
课题组在新型空间结构设计理论科研开展过程中,注重前沿理论向实际工程的转化,在项目执行过程中,运用取得的科研成果,实现了多项重大工程的应用,这些工程主要包括:
哈尔滨国际会展体育中心,张弦结构;
第十一届全运会省建田径馆,张弦结构;
上海浦东机场航站楼二期,张弦结构;
虹桥综合交通枢纽工程,张弦结构;
大连市体育馆,弦支穹顶结构;
营口市奥体中心体育馆,弦支穹顶结构;
上海铁路南站,弦支穹顶结构;
五百米口径射电望远镜(FAST)主动反射面,索结构;
上海虹口区儿童福利院,膜结构;
嘉兴体育场,膜结构;
海南博鳌会展中心,膜结构;
郑州会展中心,膜结构;
在这些工程应用中,注重前沿理论的成果转化,取得了较好的经济与社会效益。本项目所取得的多项技术,在今后的工程应用中也将获得更为广泛的前景。
基于课题的研究,课题组取得了5项软件著作权,出版国内外专著5本,发表国际、国内各类期刊、会议论文200余篇,申请专利38项、已获授权15项,完成各类标准、规范10本,成果获得国家科技进步二等奖1项、省部级科技进步一等奖2项、二等奖1项、三等奖1项。
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