华东建筑设计研究院有限公司参与
“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”
申报国家科学技术奖项目公示
现将华东建筑设计研究院有限公司参与申报国家科学技术奖项目“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”的相关内容予以公示。公示期为:2017年1月4日至2017年1月13日。
任何单位和个人若对拟申报项目有异议,可在公示期内以书面形式向我单位科创中心科技发展部提出。异议应当签署真实姓名或加盖单位公章,并注明联系方式,否则不予受理。
联系电话:021-52524567 联 系 人:朱家真
联系地址:上海市南车站路600弄18号 邮政编码:200011
附件:项目公示内容
科创中心 科技发展部 2017年1月4日
项目名称: 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
一、推荐单位意见
推荐意见: 我单位认真审阅了该项目推荐书及附件材料,确认全部材料真实有效,相关栏目符合填写要求。按照要求我单位和完成人所在单位都已对该项目进行了公示,目前无异议。 该项目提出的超高层建筑钢骨高强混凝土结构抗震关键技术攻克了钢骨高强混凝土结构抗震延性差的技术难题,解决了实际工程结构中抗震设计关键问题,提出了完整的抗震设计计算体系,包括抗震设计计算方法、设计准则及抗震构造措施。该项目成果不仅很好地解决了强震区钢骨高强混凝土结构的抗震问题,大大减少了地震带来的人员与财产损失,具有突出的社会效益,还大大节省了土地资源与工程造价,项目成果已在国内几十余项大型超高层建筑工程中应用,并得到用户的一致好评,具有显著的经济效益和社会效益。 推荐该项目为国家科学技术进步奖 一 等奖。 二、项目简介
该项目研究属于建筑工程防震减灾领域,旨在为重大工程抗震设计提供理论基础和技术支撑。
随着经济快速发展,城市化进程加快,建设用地日益紧缺,超高层建筑大量兴建,其通常采用钢结构。但随着高强混凝土材料的发展,特别是具有良好工作性的高强混凝土(C60~C100)配制技术日趋成熟后,由于钢骨混凝土结构体系在工程造价、防火性能及后期维护方面具有突出的优势,钢骨高强混凝土结构成为超高层建筑具有明显竞争力的结构型式。
另一方面,我国许多地区又处于地震频发地带,建筑物的破坏和倒塌造成大量人员伤亡和巨大的经济损失,因此,超高层建筑钢骨高强混凝土结构抗震设计与工程应用成为工程界与学术界关注的关键技术问题。
然而,当时规范《混凝土结构设计规范》、《建筑抗震设计规范》、《型钢混凝土组合结构技术规程》和《钢骨混凝土结构技术规程》中混凝土强度等级均在C60以下,钢骨高强混凝土结构缺乏设计依据,无法满足钢骨高强混凝土结构的发展需要。基于此,课题组对超高层建筑钢骨高强混凝土结构抗震关键技术及其应用进行长达近二十年的研究,取得了一系列的重大研究成果,其中多项研究成果被国家行业标准采纳,推动了钢骨混凝土结构的发展与应用。
项目组自九十年代起,在国内率先开展了钢骨高强混凝土(C60~C100)力学
性能与抗震性能的研究,在近20项国家自然科学基金、省部级科学基金以及40余项企业委托及合作项目资助下,共完成了近200组高强混凝土试块及 400余组钢骨高强混凝土(C60~C100)梁、柱、节点等构件及框架结构抗震性能试验、理论分析与数值模拟工作,建立了一套完整的钢骨高强混凝土结构抗震设计体系,提出了钢骨高强混凝土结构抗震技术的支撑理论,研发了钢骨高强混凝土结构建造技术。相关研究成果已被《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)、《建筑抗震设计规范(GB50011-2010)、《组合结构设计规范》(JGJ138-2016)、《预应力混凝土结构抗震设计规程》(修订稿)采用,并应用于国内几十余项超高层建筑中,取得了显著的经济效益与社会效益。主要研究内容和科技创新包括:
(1)在国内率先开展了钢骨高强混凝土结构力学性能及抗震性能的研究,建立了一套完整的钢骨高强混凝土(C60~C100)结构抗震设计体系,包括:钢骨高强混凝土结构抗震计算方法、设计准则及抗震构造措施等。
(2)国内首创、自主研发了大型混凝土静动三轴试验装置,提出了在双轴、三轴应力状态下的高强混凝土破坏准则,为箍筋、钢骨共同约束下钢骨高强混凝土结构受力机理及有限元分析奠定理论基础。
(3)提出了系统的钢骨高强混凝土结构抗震技术支撑理论,包括:考虑多因素的结构延性有效约束指标及其计算方法;基于修正压力场的框架柱受剪分析模型;基于变形协同的梁抗弯分析理论,以及基于软化拉-压杆模型的节点抗剪分析理论,为钢骨高强混凝土抗震设计体系的建立提供了充分的理论依据。
(4)完成了地震动特征与结构动力响应特征理论分析工作,提出了近断层地震动的新强度指标和频谱周期参数,揭示了钢骨高强混凝土结构地震倒塌机制,提出了强震作用下钢骨高强混凝土结构体系的动力响应计算方法。
(5)研究了高强混凝土的收缩特性,提出了钢骨高强混凝土收缩开裂控制技术;建立了可量化分析复合胶凝效应的特征方程,为高强混凝土的性能设计提供了理论基础;通过混凝土搅拌工艺的创新,使高强混凝土生产效率大大提高,解决了高强混凝土规模化应用的技术瓶颈问题。
研究成果应用于上海世茂国际广场、沈阳裕景中心、京东商城总部大厦等几十余项超高层建筑中,经济效益高达181.2亿元人民币。
项目主要研究成果:在国内外重要期刊上发表论文154篇,其中SCI和EI检索85篇;起草国家规范4部,出版学术专著5部;授权专利32项;获2016年度辽宁省科技进步一等奖1项,获其他省、市级奖励8项。
三、客观评价
1.国家行业标准
本项目创新点1中的“频谱周期与加速度”被《建筑抗震设计规范》GB50011-2010采用;本项目创新点2中的“多轴压混凝土多轴压破坏准则”被《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010采用;本项目创新点2中“预应力钢骨高强混凝土结构抗震设计计算理论”被《预应力混凝土结构抗震设计规程》JGJ(修订稿)采用;本项目创新点3中“钢骨高强混凝土结构抗震设计准则”被《组合结构设计规范》JGJ 138-2016采用。 2.国内外重要科技奖励
本项目的相关研究成果荣获国内多项重要科技奖励:2016年,项目组研究成果《钢骨超高强混凝土结构体系抗震关键技术研究与应用》荣获辽宁省科技进步一等奖。
3.本项研究成果得到了同行鉴定
本项目创新点1中高强混凝土配制技术中“超早强高效减水剂”经国家建筑材料质量监督检验测试中心检测,检测结果显示其1d强度指标比国家标准(GB 8076-2008)一等品性能指标高出281%。 4. 部委评价
本项目由“型钢超高强混凝土结构体系的抗震性能研究”、“基于延性的型钢超高强混凝土框架结构体系抗震性能与抗震设计关键技术研究”、 “基于性能的型钢混凝土结构抗震设计理论与方法” “预应力型钢超高强混凝土桥梁受力性能与设计技术方法的研究”等9项国家自然科学基金并均经国家基金委审核顺利验收结题。 5.中国建筑学会评价
2013 年,为表彰该项目对建筑结构抗震减灾工作做出的重大贡献,项目主要完成人贾金青被中国建筑学会授予“当代中国杰出工程师”,为当年高校唯一获奖者,受到中央广播网、大连日报、大连晚报等主流媒体广泛报道。 6.本项目研究成果得到了同行专家的高度评价
相关论文在国内外重要期刊上发表,包括:Earthquake Engineering and Structural Dynamics,Soil Dynamics and Earthquake Engineering,Earthquake Engineering and Engineering Vibration ,Engineering Structures,Structural and Multidisciplinary Optimization,Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation,建筑结构学报,土木工程学报、地震工程与工程振动,地震学报,力学学报等。高引论文如下表。
高引代表论文列表
作者 宋玉普 宋玉普 文章标题 多种混凝土材料的本构关系和破坏准则 新型预应力混凝土结构 期刊或出版社名称 中国水利水电出版社 机械工业出版社 建筑结构学报 被引次数 418 109 67 65 45 53 34 贾金青,赵国藩 高强混凝土框架短柱力学性能的试验研究 贾金青 钢骨高强混凝土短柱及高强混凝土短柱力学大连理工大学学位论文 性能的研究 工业建筑 防灾减灾工程学报 土木工程学报 贾金青, 关萍, 低周反复荷载作用下SRHC短柱延性的试验研王建胜 究 杨迪雄, 赵岩, 近断层地震动运动特征对长周期结构地震响李刚 应的影响分析 贾金青, 姜睿, 钢骨超高强混凝土框架柱抗震性能的试验研厚童 究 Dixiong Yang, Non-structure-specific intensity measure Earthquake Engineering Jianwei Pan parameters and characteristic period of & Structural Dynamics and Gang Li near-fault ground motions Interstory drift ratio of building structures Yang D, Pan J, Soil Dynamics & subjected to near-fault ground motions based Li G. Earthquake Engineering on generalized drift spectral analysis 杨迪雄, 李刚, 近断层地震动作用下基础隔震结构的一体化程耿东 动力优化设计 建筑结构学报 33 26 20 该项目研究成果做大会主题报告:地震灾后重建与建筑防灾减灾国际研讨会;成都,2008年11月;做邀请报告一次:973 工程科学交通工程方向战略研讨会,长沙,2014 年11 月;做大会主题报告:第 6 届结构工程新进展国际论坛,合肥,2014年9月。
7.用户评价
本项目研究成果应用于国内几十余项超高层建筑中,并得到用户的一致好评。如:华东建筑设计研究院有限公司评价该项目“通过关键技术指标的控制来保证钢骨高强混凝土结构体系的抗震延性,解决了7度抗震设防区钢骨高强混凝土结构体系的抗震技术难题”。