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[成果] 1800260063 云南
TU7 应用技术 房屋工程建筑 公布年份:2018
成果简介:铝合金模板系统是新一代的建筑模板系统,其具有重量轻、承载力强、混凝土浇筑质量好、施工进度快、周转使用次数多、安全文明施工水平高、绿色环保、综合经济效益好等优势,近年来在中国大部分地区得到推广应用。铝合金模板在推广应用过程中遇到了模板种类多、通用化率低、应用范围受限、模板预拼装占用大量场地及增加生产成本等问题,同时行业也缺乏铝合金模板产品生产和应用技术的相关标准。 该项目在云南省科学技术厅的支持下,经过4年多的系统试验和工程应用研究,完成了铝合金模板体系的改进创新,对铝合金模板虚拟预拼装技术、数字化设计与制造技术、新型背楞支撑体系、铝木复合模板体系、绿色施工技术等进行了系统研究,并取得如下科技成果:(1)研发基于BIM技术的铝合金模板配模设计软件和虚拟预拼装软件,在同行业率先实现基于BIM技术的铝合金模板设计、制造、仓储、安装及周转使用的全生命周期的信息化管理,实现模板数字化设计与制造,率先实现了铝合金模板虚拟预拼装。(2)对铝合金模板进行了基于模数的配模系统研究,大幅减少模板种类,显著提高了模板的通用化率,扩大了铝合金模板的应用范围。(3)自主研发出铝木复合模板体系,并应用到不同结构类型建筑,应用范围扩大到地下结构和多层建筑。(4)自主研发的新型C型高强钢背楞体系,标准化率高、施工便捷、通用性强,极大提高施工效率。 依托该项目,授权发明专利2项、实用新型专利38项,获批国家级工法、省级工法各1项,主编地方标准1项,参编行业标准1项,获软件著作权2项,发表学术论文5篇。建立了2个铝合金模板生产基地和1个旧模板处理基地,铝合金新模板年生产能力可达30万平方米,旧模年处理能力30万平方米,该项目成果已在省内外100多个项目应用,应用建筑面积超过800万平方米,实现经济效益22.91亿元,经济社会效益显著。 该项目研究成果达到国内领先水平,其中铝合金模板配模设计与虚拟预拼装技术达到国际先进水平。成果的实施,促进了“四节一环保”绿色建筑、绿色施工技术的发展,减少森林砍伐,减少建筑垃圾排放,实现墙面免抹灰。极大推动了模板行业技术进步和云南地区建筑工业化及绿色建造技术水平的提升。
[成果] 1800150104 河南
TU3 应用技术 房屋工程建筑 公布年份:2018
成果简介:装配式混凝土(RC)结构具有优越的经济、社会、环境效益和良好的结构性能,在国外经济较发达地区已被普遍使用,在国内的研究和应用也方兴未艾。中国流行装配整体式RC结构,采用“等同现浇”的设计和建造方式。装配整体式结构便于在原有模式下推广,但鲜有结构体系上的突破,材料用量多于现浇结构,经济性等同或优于现浇结构难度很大,且建造质量不容乐观,因此需摆脱等同现浇束缚,发展全装配式结构体系。 2011年以来,该项目以国家科技支撑计划和国家自然科学基金等为依托,完成了全装配式结构体系研发、结构承载力与抗震设计方法等关键技术的基础研究与工程实践,实现了全装配RC楼盖结构体系的原始创新和结构设计技术的集成创新。主要技术创新为: 1、研发了分布式连接新型全装配RC楼盖体系(DCNPD)。在水平荷载作用下,板缝连接节点可传递楼盖平面内剪力和弯矩,提高了楼盖的平面内刚度和整体性;在竖向荷载作用下,板底和板顶连接件可传递横板向的弯矩(双向传力)、企口传递竖向剪力,提高了楼盖的承载力和刚度。试验表明:DCNPD具有较大的平面内刚度(是传统装配式楼盖的1.78倍)和较好的整体性能;竖向加载至设计荷载的4.16倍时挠度仅为同条件下传统装配式楼盖的44.5%。 2、构建了板缝节点纯拉(压)、纯剪和拉(压)剪耦合作用下的恢复力模型。提出了发卡-盖板混合式板缝节点匹配设计方法,并以试验结果进行检验;进行了不同拉(压)剪比下的节点复合受力性能试验,考虑了节点拉压不等强现象,更好地揭示节点复合受力机理;以丰富试验数据和试验现象为基础,构建了板缝节点复合作用下的恢复力模型。 3、提出了DCNPD平面内刚度理论计算方法。在板缝节点恢复力模型为和楼盖平面内试验的基础上构建基于构件层次能模拟节点拉(压)剪耦合受力机理、具有接触摩擦工作机制和强(刚)度退化机制等特性的数值分析模型及其本构关系,建立楼盖2D精细数值分析模型;以等效梁模型理论和能量变分法为基础,提出了DCNPD平面内刚度理论计算方法,为结构总刚度矩阵中楼盖刚度的确定提供依据。 4、揭示了新型楼盖建筑结构动力响应特性、提出了结构抗震设计方法。构建了面向空间结构分析的板缝节点连接元数值分析模型和本构关系,建立DCNPD建筑结构3D精细数值分析模型,进行了结构动力弹塑性时程分析,系统揭示了地震作用下结构的地震响应规律;提出DCNPD建筑结构考虑楼盖平面内实际刚度的简化抗震分析模型,确定DCNPD建筑结构地震作用计算方法和抗震验算方法。 该项目获授权发明专利5项,实用新型专利4项,论文15篇(SCI/EI收录8篇),著作1部,标准1部,获省教育厅科技成果一等奖和二等奖各1项。研究成果已在河南、上海、广东、福建和重庆等地区装配式生产基地建设与工程设计与建造过程中应用,产生经济效益4102万。
[成果] 1800160030 湖北
TU3 应用技术 房屋工程建筑 公布年份:2018
成果简介:项目属于土木工程科学,涉及有钢结构、混凝土结构和组合结构。项目组针对各种形式的钢管和钢管混凝土桁架节点的静动力性能开展了非常系统的科学研究,研究影响钢管桁架节点力学性能的几何特征参数和性能表达参数,构建节点承载力和应力集中系数的参数化模型,并基于考虑半刚性效应的钢管桁架结构整体分析,建立节点承载力和应力集中系数计算公式和设计方法。项目研究历时15年,是5个国家自然科学基金资助课题的结晶,提出了各种类型钢管节点和钢管混凝土节点的承载力计算公式,部分研究成果已经被新版的《钢结构设计标准》中的钢管结构部分所采纳,有力地促进了国内外钢管节点受力性能的研究,其研究成果已经被应用到众多国家重大重点工程上,并取得了较好的社会和经济效益。 主要内容: 1.揭示了多种类型不锈钢管混凝土T和X型方管节点的破坏模式,发现现有设计方法的计算结果过于保守,建议在现有设计方法中应该考虑不锈钢管对钢管节点力学性能的贡献; 2.揭示了方支管-H型钢主管X型和T型节点的受力过程、破坏模式的分布规律以及几何参数的影响,推导出方支管-H型钢主管X型和T型节点的极限承载力计算公式; 3.将连接方式,支、主管外边长比值以及加强板厚度对环口板加强型和垫板加强型方钢管节点静力性能的影响进行了系统研究,最终给出工程设计建议; 4.考察了大曲率主管的圆钢管和圆钢管混凝土节点的轴压承载力、破坏模式、变形能力、相贯区应力发展,分析了主管是否填充混凝土和曲率半径对节点轴压性能的影响,提出主管弯曲的圆钢管节点的轴压承载力建议公式; 5.揭示了鸟嘴型节点的受力性能、破坏模式,提出了支管边长与主管边长之比和连接方式对鸟嘴型节点极限承载力与延性的影响,回归得到了极限承载力计算公式; 6.通过试验与有限元模拟的结果,揭示了大偏心N型圆钢管节点应力集中系数的分布情况,获取了相贯线上的最大SCF值,拟合出节点的应力集中系数的计算公式。
[成果] 1800240557 江苏
TU3 应用技术 房屋工程建筑 公布年份:2018
成果简介:该成果属于土木建筑工程其他学科的结构抗震试验领域。子结构混合试验是研究大型复杂结构抗震性能的最经济并行之有效的方法,也是当今土木工程结构试验界的发展趋势。然而该方法存在以下技术瓶颈:(1)多个子结构试验难以在本地实验室协同完成;(2)引入大型有限元方法替代简单计算模型带来系统协调和耦合问题;(3)部分大型结构(如底部大开间结构等)的抗震研究更希望将子结构试验和振动台试验相结合。十余年来,该科研团队通过建立抗震混合试验理论,突破了上述技术瓶颈,在工程结构抗震性能评估中进行了应用。 主要创新有: 1.提出基于多尺度有限元协同分析的结构抗震混合试验方法,建立了本地实验室和异地实验室互联网协同混合试验方法。建立了基于MTS-OpenFresco-MATLAB/ABAQUS平台的抗震混合试验系统,开发了CSIC和Dspace-Scramnet两种接口,将多种物理试验单元嵌入有限元软件中;将多尺度分析方法引入到抗震混合试验,提出一种集成试验单元的多尺度混合模型构建方法,利用多点约束法有效地实现了不同尺度单元间的边界变形协调。在国内率先实现了多种结构体系的抗震混合试验,与整体结构模型试验相比,大大降低了抗震试验的成本;实现了异地实验室互联网协同共享,减少大型设备集中投入,参与了国内首个四校国际协作分布式桥梁结构网络协同示范性拟动力试验,为大型复杂结构反应分析提供了一种新的研究方法。 2.在国内率先解决了子结构振动台混合试验的关键技术,提出了子结构振动台混合试验的加载控制方法和边界条件模拟方法。研究成果可为国内大型地震模拟振动台试验工程应用及振动台建设提供参考;提出一种基于子结构振动台试验的近似模拟高层建筑长周期地震反应改进方法,提出输入地震动加速度的修正方法,拓展了现有小型振动台的试验能力。 3.解决了大刚度多自由度结构力控制、多自由度非线性等效力控制方法关键技术问题,开发了基于混合编程控制的多自由度结构拟动力试验系统,实现了多自由度足尺模型拟动力试验,实现了四个作动器非线性精确加载控制。将成果应用于一栋三层底框配筋砌块短肢砌体剪力墙结构足尺模型和一栋三层预制钢筋混凝土结构足尺模型,准确获得了结构的抗震性能,有力地推动了配筋砌体结构的发展,该结构体系在全国多地进行了大量的工程应用,取得了良好的经济效益和社会效益。 该项目有力地推动了抗震试验理论与技术的发展,使大型复杂结构抗震试验成为可能。项目组成员连续获得国家自然科学基金重大研究计划、重点项目、国际合作项目、面上项目、青年基金项目、江苏省高校自然科学基金重大项目、教育部博士点基金等资助共14项,总经费近600万元;发表SCI/EI检索论文23篇、中文核心论文200余篇,参编国家行业标准《建筑抗震试验规程》,获准发明专利4项。结合中国地震动参数区划图修改,江苏设防烈度有所提高,为抗震试验研究提供技术支持,辐射江苏省乃至全国。
[成果] 1700470256 北京
TU7 应用技术 房屋工程建筑 公布年份:2017
成果简介:国内既有建筑存量庞大,且多存在安全性不足、防灾能力弱等问题。对既有建筑进行加固改造,既可提高其安全性,延长其使用寿命,又可大幅降低资源消耗,符合绿色低碳的可持续发展方向。然而,传统加固改造技术普遍存在对环境影响较大、加固成本较高、质量较难控制等问题,迫切需要研发低影响、低成本的结构加固改造新技术,以满足当前日益凸显的加固改造需求。项目组针对既有建筑中砖砌体结构、砖木结构、幕墙结构和钢筋混凝土框架结构的存量特点,开展既有建筑的低影响加固关键技术攻关,在多项国家和北京市科技计划的支持下,取得了如下创新性成果: 既有砖砌体结构低影响抗震加固技术获重大突破。在国内首次提出后张预应力加固砖砌体结构新技术,创建了预应力加固砌体结构房屋的全套设计和施工技术,实现了砖砌体结构的低影响加固。 既有混凝土框架结构外贴碳纤维加固技术取得重大突破。针对框架结构延性不足的问题,从材料、构件和结构三个层面取得了多项创新性成果,建立了引入尺寸效应因子和双重约束作用的约束混凝土单调、滞回本构模型及恢复力模型,开发了基于OpenSees分析平台的碳纤维约束混凝土材料模块,提出了基于位移的加固设计方法。 既有钢筋混凝土框架结构楼梯逃生通道保证技术取得重大进展。在国内首次提出改变楼梯受力模式的新型低影响加固技术,可实现框架结构楼梯在地震中的低损伤或零损伤,提高了人员逃生疏散通道的安全性。 既有建筑玻璃幕墙低影响加固技术方面取得进展。项目系统研究了单层索网玻璃幕墙和全玻玻璃幕墙的损伤工作机理,研发出损伤评估技术、索力补偿及更换技术、玻璃肋结构加固补强技术等。 既有砖木结构建筑的承重结构替换技术成为大幅延长使用寿命、改善使用空间和保护建筑艺术的一种突破。该技术得到大量工程应用,实现了安全可靠、成本低廉和保护优先的有机结合。 项目取得了多项创新成果,对建筑结构加固技术进步有着重大实质性推动作用。经同行专家鉴定,达到国际先进水平,极具推广应用价值。部分成果获多项中国施工企业管理协会、中国建设工程施工技术奖励。授权专利4项,北京市级工法1项,获国家和北京市新技术新产品,发表论文30余篇,其中SCI/EI论文10篇。成果编入2本规范和1本国家标准图集,为既有建筑结构加固改造技术的推广应用提供了重要的技术支撑。成果已成功应用于100余项工程中,近3年新增直接产值超过5亿元,取得了极为显著的社会经济效益。
[成果] 1700470427 北京
TU3 应用技术 房屋工程建筑 公布年份:2017
成果简介:研究目的: 新型装配式混凝土近年来在中国快速发展,并普遍采用“等同现浇”的设计与建造方式。钢筋套筒灌浆连接是装配式混凝土框架、剪力墙结构“等同现浇”的基础,具体为金属套筒中插入单根带肋钢筋并注入灌浆料拌合物,通过拌合物硬化形成整体并实现传力的钢筋对接连接方式。该项目对套筒、灌浆料的性能与参数,及钢筋连接技术的设计、施工、检验等进行了研究,并以此为依据研制了行业标准《钢筋连接用灌浆套筒》JG/T 398-2012、《钢筋连接用套筒灌浆料》JG/T 408-2013及《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》JGJ355-2015,最终为钢筋套筒灌浆连接技术的产品生产与应用提供系统依据,并为装配式混凝土结构的质量及规模化推广提供保障。 主要技术创新点: 系列标准各种技术方法和要求合理可行,安全性和经济性兼顾,可操作性好,能够满足工程实践应用。《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》JGJ355-2015适用于非抗震设计及抗震设防烈度不大于8度地区的混凝土结构房屋与一般构筑物中钢筋套筒灌浆连接的设计、施工及验收。《钢筋连接用灌浆套筒》JG/T 398-2012适用于钢筋混凝土结构中直径12mm-40mm钢筋灌浆连接用套筒。《钢筋连接用套筒灌浆料》JG/T 408-2013适用于带肋钢筋套筒灌浆连接所使用的水泥基灌浆材料。主要创新如下: 1)JG/T 398填补了国内套筒技术标准的空白。创新提出体积小、价格低,适合剪力墙结构小直径钢筋应用的半灌浆套筒及有关指标。 2)JG/T 408明确了套筒灌浆料的关键性能指标,为专用无收缩水泥基灌浆料的研发与规模生产提供了依据。 3)JGJ 355提出全世界最高的接头强度要求,为保证工程质量及国产灌浆套筒连接技术推广应用提供依据。 4)JGJ 355提出适合钢筋套筒灌浆连接的接头型式检验规定,增加了偏置抗拉构件要求,填补了空白。 5)JGJ 355提出了细化的施工技术要求与完整的工程验收与检验要求。 成果产生的价值: 系列标准编制中形成多项发明和实用新型专利。标准实施以来得到认真贯彻执行。截至2016年,国内外应用中国国产灌浆套筒的工程项目已有数百个,涉及剪力墙、框架与框剪多种结构形式,建筑面积达到2000万平方米,生产构件近200万件,应用套筒5000万个以上,国产套筒在国内市场占有率已超过95%(项目开展前套筒100%依靠进口),社会经济效益显著。系列标准为规范筋套筒灌浆连接技术应用提供了依据,对推动国产套筒、灌浆料应用发挥了重要作用,为国家规模化推广装配式混凝土结构提供了保障。
[成果] 1800060056 广东
TU97 应用技术 房屋工程建筑 公布年份:2017
成果简介:该项目属土木建筑工程设计和防灾减灾领域。随着经济和科技的发展,环保、节能以及充分利用空间意识的不断增强,高层建筑得到迅速发展,建筑高度不断提高,体型日趋复杂。国内外现行抗震设计规范虽均明确了复杂高层结构的大震性能需求限值及补充验算方法,但还不能对复杂高层结构大震性能做到有效控制和把握。在高层结构抗震性能分析、动力性态描述、结构大震失效控制、抗震设计等方面的研究不足成为结构抗大震倒塌能力分析的主要瓶颈。随着设计和分析手段的提高,以及工程需要的多样化,对复杂高层结构的精细分析与精细设计显得十分必要。 针对上述问题,该项目在系列国家自然科学基金的支持下提出了系统的复杂高层结构抗震设计理论并实现工程应用,取得了四方面创新性突破:(1)提出了复杂高层结构大震弹塑性分析技术,并构建了高性能弹塑性模拟分析异构平台。提高了大震弹塑性分析的建模和分析效率,解决了商业软件数值分析专业针对性差、精度不高、效率低等问题。(2)建立了复杂高层结构基于整体失效判别和从构件损伤信息到结构损伤的抗震失效评价方法。解决了结构整体稳定失效判别忽略非线性二阶效应和刚度退化影响、构件损伤与结构整体失效间联系不明确等问题。(3)提出了复杂高层结构大震最优失效模式调控方法。揭示了连梁对高层结构最优失效模式的调控机制,深入研究了多种形式钢板阻尼器复合连梁的协同工作机制及破坏模式。解决了各种配筋形式连梁耗能能力和塑性强度不足等关键技术难题,实现了结构大震最优失效模式的可控性。(4)提出了复杂高层结构基于最优失效模式的抗震设计方法。研究了复杂高层结构体系的抗震非线性设计理论,建立了复杂高层结构体系基于抗震最优失效模式的设计理论和方法,提出了结构大震失效模式、大震失效模式优化和控制方法,解决了高层结构抗震设计不能有效主动把握结构大震性态等问题。该项目研究成果发表学术论文109篇,其中SCI/EI收录96篇;编写专著1部。国家自然科学基金委员会完成了对该项目“超高建筑斜交网格筒结构体系基于失效模式的大震设计理论(50938001)”的结题验收,以中国工程院欧进萍院士和周绪红院士为主任委员的验收专家组一致认为:该项目对新型结构体系超高建筑斜交网格筒结构基于失效模式的大震设计理论进行了深入系统的研究,取得了一系列有创新意义和应用前景的研究成果。通过项目组研究,有力促进了学科建设和发展,在新型结构体系和结构设计理论领域形成了新的研究方向,其研究成果达到国际领先水平。验收组成员一致同意通过验收,且综合评价等级为“A”。项目研究成果已被6个单位直接应用,经济效益达30700万元,为结构安全提供了重要保障,取得了显著的社会效益和经济效益。研究成果提升了中国对复杂高层结构抗震设计的研究水平和国际影响力。
[成果] 1800010219 江苏
TU7 应用技术 房屋工程建筑 公布年份:2017
成果简介:背景:该项目属于高分子材料领域,列入2013-2017年国家“863”计划。在绿色制造和节能减排重大需求背景下,有机高分子材料已成为许多国家科技创新与战略部署的热点。消音和弹性多功能零甲醛环保地板是一种具有重要应用价值的有机高分子材料产品,由于其结构特殊、功能多样、环境友好等特性,在装修、装饰材料领域具有广泛的应用前景。 采用聚氯乙烯复合材料生产的地板,结构上一般为多层结构,通常是由4-5层结构叠压而成,一般有耐磨层(含UV处理)、印花膜层、弹性发泡层、基层等。但是这种地板还存在一定的缺陷,如(1)走路时会发出响声,特别是高跟鞋,走路时会发生铛铛的响声;(2)大多数的地板的弹性功能比较差,虽然有些地板在地板中增加了弹簧组,但是弹簧组的弹性过大,并且若弹簧组损坏,无法更换,不利于家庭使用。 技术:该项目以具有消音和弹性的多功能零甲醛环保地板为对象,通过多年的研究,在国家相关政策支持下,立足“建立具有自主知识产权的多功能零甲醛环保地板生产工艺,实现其规模化生产与应用”的研究目标,攻克了多功能零甲醛环保地板制备与应用的系列共性关键技术,主要发明的包括:(1)发明了基材层采用纤维板或者是实木板或者是两者的贴合层,具有良好的承载力和承重力;基材层底部嵌入MPPO层,有利于避免MPPO应力开裂,能很好的体现MPPO层绝缘、防水、及耐蒸汽的优点;(2)基材层内部设置三个防潮消音孔,孔内装有具有防潮和消音功能的蛭石、泡沫玻璃和膨胀珍珠岩的一种或两种或三种材料,最大程度的减少走路时地板发出的响声。中间层为实木板;(3)弹性纤维层为大豆纤维层或者是亚麻纤维层或者是两者的结合,天然的环保纤维,具有独特的抑菌功能,并且,对人体还有一定保健作用,且两者的结合克服了亚麻纤维的粗硬和大豆纤维的软糯的缺陷,还使得地板具有了一定的弹性;(4)弹性纤维层上方通过硅橡胶涂覆薄纤维进行加固稳定后再铺设微孔发泡弹性PVC层和UV漆层,整个地板的加工结构是所有地板领域中未见过的,对促进中国木塑复合材料产业的发展具有极大地推动作用。 专利:该项目获得了一种具有消音和弹性功能的PVC地板等发明专利,实现了多功能零甲醛环保地板生产的新工艺,获得授权国家发明专利2项,授权实用新型专利7项,申请发明专利10项目。发表论文3篇。 经济指标:项目开发的技术已应用于实际生产,建成国内首条集消音和弹性等多功能于一体的零甲醛环保地板产业化线,形成了一整套成熟的功能环保地板工艺生产技术。2015年底累计生产多功能零甲醛环保地板约110万方,在满足国内市场需求的同时,出口欧美等国际市场,累计实现新增销售额13426万,累计新增利润1869万元。 应用推广:该项目形成了具有中国自主知识产权的具有消音和弹性的多功能零甲醛环保地板的技术体系,有效降低了生产成本,提高了木塑复合材料地板质量稳定性,实现了大规模产业化,直接推动了中国的木塑行业的技术进步和产业发展。
[成果] 1700520221 湖北
TU3 应用技术 房屋工程建筑 公布年份:2017
成果简介:项目属土木建筑工程领域。混凝土结构是中国土木建筑工程中应用最为广泛的结构形式之一,然而,混凝土结构面临诸如物理老化和化学腐蚀等因素引起的结构性能退化,自然灾害导致结构损伤,质量事故导致结构不能满足现行规范要求,技术改造、使用功能改变等要求结构具有更高的承载力、延性等,迫切需要通过行之有效的技术来提升混凝土结构受力性能。纤维复材具有轻质高强、耐腐蚀、可设计性强等优点,适合于混凝土结构受力性能的提升和建筑工业化的发展战略需求。纤维复材安全可靠地用于提升混凝土结构受力性能,需要解决界面粘结、纤维复材高性能化以及适应不同提升程度的设计需求等问题。项目组对纤维复材提升混凝土结构受力性能的关键技术、计算理论和工程应用进行了系统创新研究。主要成果如下:1、创新了外粘纤维复材加固混凝土结构设计方法:建立了纤维复材与混凝土界面粘结-滑移关系的新理论,并基于该理论发展了纤维复材与混凝土界面粘结强度和有效粘结长度模型,克服了传统计算模型以混凝土受拉破坏为单一控制目标的缺陷;提出了外粘纤维复材加固混凝土双向板、剪力墙、柱、框架节点和环形截面类特种结构以及局部受损构件的设计方法。2、发明了自锁式预应力纤维复材加固技术:研发了预应力纤维复材张拉控制、自锁锚固和施工成套技术,提出了预应力纤维复材加固混凝土梁、板和柱的设计方法。突破了传统技术张拉控制预应力低、预应力损失大和锚固可靠性差的瓶颈,从根本上解决了纤维复材强度利用率低的技术难题,纤维复材强度利用率提高40%以上。3、研发了纤维复材-钢复合加固与增强技术:发明了纤维复材-钢复合加固混凝土结构技术,揭示了纤维复材与钢粘结界面的破坏机理,建立了纤维复材-钢复合加固混凝土梁、板和柱的设计方法,突破了结构承载力提高幅度的限制,结构承载力可提高50%以上,延性指标可提高80%以上,实现了受力性能提升幅度的可控设计;研发了纤维复材-钢管混凝土新型组合柱、纤维复材-钢-混凝土新型组合桥面板,拓宽了桥梁结构的模块式建造和快速更换的途径。4、提出了纤维复材格栅-超高韧性水泥基材料复合加固技术:研制了国产聚乙烯醇(PVA)纤维制备超高韧性水泥基材料,突破了国外的技术垄断,成本仅为国外同类产品的1/4;发明了纤维复材格栅-超高韧性水泥基材料复合加固混凝土结构技术,提出了利用该技术加固梁、柱的设计方法,解决了恶劣环境下纤维复材与混凝土结构界面耐久性差的技术难题。获湖北省科技进步奖一等奖2项、教育部科技进步奖一等奖1项;授权发明专利26项、实用新型专利20项和软件著作权7项;发表论文268篇,SCI收录51篇,EI收录168篇;出版著作3部;参编10部国家或行业标准。研究成果整体达到国际领先水平,已成功应用于三峡专用公路桥涵加固、汉口火车站南广场改扩建等200余项工程,获得经济效益约26.86亿元,社会效益显著。
[成果] 1700520225 北京
TU3 应用技术 房屋工程建筑 公布年份:2017
成果简介:中国正在开展大规模城市地下空间开发,亟需一套城市地下结构抗震设计理论、方法及技术与法规指导工程建设。与地上结构不同,地下结构地震反应受到周围岩土介质约束,结构惯性力不再是主要影响因素,需要考虑土-结动力相互作用和无限域能量辐射影响,这使问题变得更复杂。由于历史和认识的原因,国际上可资借鉴的相关成果和工程经验积累薄弱。鉴于此,经过10余年系统研究,在地下结构地震反应影响因素及规律、损伤破坏模拟模型和方法、破坏机理与失效模式、抗震减震设计理论和方法与技术及应用等方面取得了系列创造性成果,形成了一套完整、系统的城市地下结构抗震减震设计理论、方法、技术和规范,填补了空白,获2016年教育部科技进步一等奖。主要创新成果:1、发展土-结构体系非线性动力分析方法,研发地下结构地震反应和损伤破坏模拟软件,为分析城市大型复杂地下结构三维地震非线性反应和损伤破坏机理提供了手段。主要创新点:(1)发展和完善工程实用的低阶人工边界,提出系列高阶精度应力型人工边界和成层地形条件地震输入模型;(2)提出岩土类材料非线性统一强度理论和损伤破坏弹塑性以及界面接触非线性模型;(3)首次提出饱和土U-p方程全显式算法和不需要弹塑性迭代的下加载面模型应力更新算法。2、研发了系列有自主知识产权的地下结构-场地土体系地震反应和破坏模拟模型试验技术,包括悬挂式层状多向剪切箱和可控连续体多振动台模型箱等试验装置以及新型传感技术及数据采集、处理技术及平台等,开展了国际上迄今为止最为系统的城市大型复杂地下结构振动台地震反应和破坏模拟试验,获得了地下结构地震反应和破坏的系列规律性认识,揭示了中柱是地下结构抗震的薄弱环节,验证了地下结构地震非线性反应分析方法。3、首次从水平、竖向地震作用下土体对地下结构两种不同的作用方式、结构构件不同的受力功能以及关键构件的力学性能与体系受力分配改变等方面,揭示了浅埋地下结构地震破坏机理与失效模式,提出了抗震关键支撑柱概念;考虑轴压比影响,建立了地下结构抗震性能评价方法;提出了增强支撑柱变形能力的地下结构减震控制技术和措施;建立了地下结构极限抗震能力评价方法。4、为解决复杂断面地下结构抗震设计问题,提出了整体反应位移法、反应加速度方法和Pushover分析法;针对浅埋地下结构的围岩作用特征和破坏机理提出考虑上覆土体竖向惯性效应的反应位移法。主编国家、行业规范各1部;获授权国际(美国)发明专利1项,国家发明专利6项、实用新型专利9项,软件著作权7项;出版著作6部,发表期刊论文232篇,其中SCI/EI收录论文162篇,CNKI引用4400余次。成果在北京、沈阳、长春、太原、石家庄和南京等城市地铁工程以及国防、水电和核电等工程抗震安全设计分析中获得应用,产生了巨大的社会经济效益。周福霖院士为组长,谢礼立、施仲衡和王复明等院士为成员的项目鉴定专家组评价“该项目研究成果丰富、系统、创新性突出,总体上达到了国际领先水平”。
[成果] 1700520294 辽宁
TU97 应用技术 房屋工程建筑 公布年份:2017
成果简介:项目组自九十年代初率先在国内外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,当时国内外缺乏这方面的研究,更缺少相应的的国家规范和标准,这严重制约了其在超高层建筑工程中的推广应用。项目组进行了大量室内试验及现场试验与测试(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展的设计体系。(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计算方法(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,有效地解决了“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的关键技术。(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;获授权专利28项;发表学术论文173篇,其中SCI/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,新增利润约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,推动超高层建筑了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,减少潜在的人员和财产损失,产生了巨大的社会效益。
[成果] 1700520298 上海
TU7 应用技术 房屋工程建筑 公布年份:2017
成果简介:历史建筑是文化传承的重要载体、不可再生的宝贵资源。重要历史建筑的破坏是人类社会的巨大损失。修复建筑的损坏部位以维持其文化特征、评定结构性能进而提升功能以确保安全是保护历史建筑的重要技术措施。历史建筑技术资料缺失、建筑信息繁杂,导致性能感知难;长期服役后性能退化,导致性能诊断难;保护与加固存在矛盾,导致性能提升难。现有结构性能评定与提升技术在感知深度、诊断精度、提升力度等方面难以满足历史建筑保护要求。在国家科技支撑计划等10多项项目资助下,进行了近20年的科学研究、技术开发和工程实践。在多源数据融合的历史建筑逆向重构技术、基于时变可靠度的历史建筑结构性能评定技术、历史建筑相容修复及结构性能提升技术三个方面取得突破,构建了重要历史建筑特征维持与安全保障技术体系:1)针对历史建筑空间关系复杂、局部特征精细的特点,开发了光谱影像、序列影像和3D点云等多源数据融合的历史建筑逆向重构技术,破解了信息获取低关联性和信息融合高复杂性间的矛盾,达到了基于历史建筑特征维持的逆向重构深度要求。2)针对历史建筑未知状态的抽样推定问题,提出了现场检测的最优样本数量及相关联的参数推定方法,提高了性能退化的预测精度;针对历史建筑性能退化的强时空变异性,建立了材料性能演化、构件抗力衰减的随机过程模型,提出了历史建筑时变性能分析方法。3)针对构件损伤引起的结构体系内力重分布问题,提出了损伤结构内力分析方法;考虑历史建筑结构性能退化的特点,发展了基于时变可靠度的构件安全性评定和基于串联子结构的体系可靠性评定技术,开发了历史建筑结构可靠性评定软件REASES,提高了历史建筑可靠性评定的精度,避免了盲目加固。4)针对历史建筑性能提升与特征维持间的矛盾,提出了基于结构体系的加固设计方法,实现了加固部位的主动调整;发明了历史建筑围护体表面修复的相容性材料,实现了材料、工艺、外观、性能等多目标的相容;基于可逆性原则发展了损伤构件的性能提升技术,满足了历史建筑保护的可恢复要求。项目成果被20部标准采纳,主编国家标准8部、上海市标准3部。授权发明专利14项、市级工法3项,发明新型修复材料11种。出版专著7部,发表SCI/EI论文96篇;累计他引2738次。经专家鉴定认为成果达到国际先进水平。成果应用于西藏小布达拉宫、天安门广场金水桥、平遥古城墙及上海外滩历史文化风貌保护区等重要历史建筑的修复与保护工程,实现了建筑几何模型的重构、新旧材料的多目标相容和结构性能的合理提升;还应用于伊朗国宾馆、澳门圣母雪地殿教堂、四川省人大礼堂、南京大报恩寺遗址等200多项重要历史建筑的性能评定与提升,保证各建筑安全可靠。近三年,累计产生直接经济效益8.15亿。培养了大量历史建筑保护技术人才,还从技术上支撑了联合国教科文组织在亚太地区世界文化遗产的保护工作,为人类资源的永续利用和文化遗产的有效传承作出重要贡献。
[成果] 1700510018 河南
TU7 应用技术 房屋工程建筑 公布年份:2017
成果简介:随着建筑物服役时间的增长,结构性能劣化问题愈加严重,不仅影响正常使用功能,甚至危及工程安全。传统的结构加固修复方法存在粘结面性能和耐久性能差、易腐蚀等缺点,造成加固修复后结构的二次劣化。该项目基于“同材质加固”的思路,研发高性能水泥基复合材料及其加固修复技术,取得了如下主要科技创新成果:1、自密实硫铝酸盐水泥钢纤维混凝土及其加固损伤剪力墙。研发了自密实硫铝酸盐水泥钢纤维混凝土,提出了配合比设计方法和制备工艺,研究了自密实硫铝酸盐水泥钢纤维混凝土的力学性能和耐久性能;提出了符合钢筋混凝土剪力墙受力特点和损伤特征的自密实硫铝酸盐水泥钢纤维混凝土加固技术和施工方法;通过反复荷载下加固损伤钢筋混凝土剪力墙的试验,表明自密实硫铝酸盐水泥钢纤维混凝土加固技术能使损伤剪力墙的抗震性能和承载能力得到快速恢复。2、硫铝酸盐水泥聚丙烯纤维细石混凝土及其加固冻害混凝土柱。研发了硫铝酸盐水泥聚丙烯纤维细石混凝土,提出了配合比设计方法和制备工艺,研究了硫铝酸盐水泥聚丙烯纤维细石混凝土的力学性能和耐久性能;基于寒冷条件下混凝土柱的冻害特点和损伤特征,提出了采用硫铝酸盐水泥聚丙烯纤维细石混凝土进行冻害混凝土柱的加固方法,通过冻融循环、氯离子渗透、碳化和承载力等试验,表明硫铝酸盐水泥聚丙烯纤维细石混凝土加固技术可有效提高冻害混凝土柱的抗冻性能和承载能力。3、损伤钢筋混凝土梁的嵌入式加固技术。研发了基于活性粉末混凝土技术,采用地方原材料制作的早强型微细钢纤维高强混凝土,提出了配合比设计方法和制备工艺;研究了早强型钢纤维高强混凝土的早期力学性能和变形性能;研发了适用于钢筋混凝土梁抗剪加固的钢纤维高强混凝土板,研究了板的拉伸性能,提出了快速恢复抗剪性能的损伤钢筋混凝土梁的嵌入式加固技术和加固方法。4、硫铝酸盐水泥钢纤维混凝土罩面快速修复路(道)面。研发了具有高抗折强度、高延性和高弯曲韧性等力学特性,适用于路(道)面板修复的罩面层高性能硫铝酸盐水泥钢纤维混凝土,研究了配合比设计方法、制备工艺及其力学和变形性能;针对路(道)面损伤特征,提出了钢纤维混凝土和植筋技术相结合的罩面快速修复技术和方法;通过罩面修复路面板的抗弯试验,表明提出的修复技术能够快速高效地恢复损伤路(道)面的使用功能和承载能力。基于该项目研究成果,获得国家专利授权12项,其中发明专利5项、实用新型专利7项;发表SCI收录的国际期刊论文6篇(其中中科院JCR二区3篇)、中文核心期刊论文27篇;出版学术专著/教材3部,主编/参编国家技术标准3部,制定国家级工法1项。该项目提出的水泥基复合材料及其加固修复技术已在80多项工程中推广应用,产生经济效益5153万元,实现了损伤工程结构的快速加固修复,有效提升了既有工程结构的耐久性能和安全性能,延长了工程结构的运营周期和使用寿命,减少了环境污染,为工程修复加固技术的发展起到了重要的推动作用。
[成果] 1700510062 河南
TU2 应用技术 房屋工程建筑 公布年份:2017
成果简介:福州海峡奥林匹克中心是第一届全国青年运动会的主要场馆,其规模和复杂程度不低于已建成的国家大型奥运工程。主体育场上部屋面罩棚采用目前最先进的结构体系(双向斜交斜放桁架系空间钢结构体系),该体系在国内体育场中尚属首次采用。体育馆采用大跨度四边形环索弦支—张弦组合钢结构在国内也是首次应用。其结构节点连接之复杂、吊装控制要求之高、施工难度之大,国内尚无成熟的施工技术作为参考。该项目在中建股份科技研发计划的资助下,开展科技攻关,取得如下创新成果:1、基于双向斜交斜放空间桁架折板结构体系,开发了三维弯扭构件成型及不规则支撑点位的标准节式支撑胎架技术,完成了体育场钢罩棚空间桁架双向斜交斜放;研发了空间桁架大跨度结构同级不等值集群式卸载技术,开发了桁架卸载砂箱装置,提高了定位精度,简化了大空间桁架结构卸载工艺。2、基于大跨度四边形环索弦支-张弦组合钢结构体系,提出了拉索与网壳结构有机组合的协调施工技术、单层菱形交叉网格钢结构斜墙安装施工技术、钢箱梁弦支穹顶高空拼装及支撑胎架设计技术,解决了大跨度四边形环索弦支—张弦组合结构单元拼装吊装、环索安装和索力张拉等技术难题。3、基于超高V形柱与空间巨型劲性环梁组合结构体育场看台,提出了基于非完整阶段性构件施工理论,研发了超高超重大角度V形柱施工段划分技术;研发了型钢混凝土组合结构复杂梁柱节点钢筋深化技术、高大空间混凝土结构模板工程设计与施工技术、空间巨型劲性环梁吊装及焊接应力消除技术、劲性结构型钢腔体混凝土浇筑技术等,解决了大体量工程施工的重大难题。4、基于BIM技术开发了建筑设备智能运维管理系统,实现了建筑消防应急疏散数字化模拟,解决了建筑施工图消防审图的可视化难题。基于现场实际需求研发了建筑施工安全标准可视化三维仿真系统,实现了现场安全标准的仿真互动,解决了安全交底及安全教育标准化、可视化的难题。该项目技术先进,3项研究成果经鉴定达到了国际先进水平,与传统施工技术相比较,具有施工质量容易控制、安全性高、施工效率高等优点。该项目已获2项发明专利:分别为便携式檩条校正装置和大跨度空间结构建筑施工的卸载方法;8项实用新型专利:临时连接装置、用于网架安装的支撑装置、一种型钢支撑架的顶部工装、桁架临时支撑结构、吊装起重架、一种桁架的拼装胎架、预应力锚索锚固装置和一种校正及加固工具。获得2项软件著作权:为设备机电应急管理系统V1.0、场地场貌与消防安全三维仿真系统V1.0;发表7篇中文核心期刊论文;获批2部省级工法。该项目在福州海峡奥林匹克体育中心、福州海峡文化中心等工程中得到了成功应用,获得了良好的经济效益和社会效益,创造直接经济效益1.2亿元;应用工程通过了全国绿色施工科技示范工程,获得了全国建设工程质量最高奖鲁班奖,为今后施工同类工程提供借鉴,并培养了一批应用新技术的技术
[成果] 1700590150 海南
TU2 应用技术 房屋工程建筑 公布年份:2017
成果简介:所属领域:属于村镇建筑体系的设计方法领域。主要内容:开展了冷弯薄壁型钢骨架承重体系的试验与理论研究,提出了其竖向和水平承载力计算方法;开展单个秸秆草砖静力性能试验与数值模拟研究,确定草砖材料的力学性能参数,为构件及结构分析提供基础;开展秸秆草砖墙体的物理力学性能及热工性能的试验及数值模拟研究和秸秆草砖墙体设计方法研究,为热工、节能及结构设计提供基础;开展冷弯薄壁型钢-OSB板组合楼盖的试验与理论研究,提出其承载力计算方法;农村新型轻钢秸秆草砖住宅体系开发与设计。开发出高密度秸秆草砖榫接型砌体、高密度秸秆草砖插筋型砌体、冷弯薄壁型钢-秸秆草砖复合墙体、冷弯薄壁型钢-秸秆复合屋盖以及轻钢-秸秆草砖住宅体系。开展秸秆草砖墙体、屋盖的设计分析研究,并提出与之相应的施工方法和构造措施。开展符合海南民居特点的冷弯薄壁型钢草砖住宅标准化、定型化研究,并编制了标准化构造图集。项目特点:良好的村镇建筑适用性:项目对象为低层住宅,秸秆材料在农村易就地取材,轻钢装配式施工方便,适合新农村建设;与钢筋混凝土结构和砖混结构相比,该住宅体系抗震性能优异,适合海南高烈度抗震区。绿色节能:减少秸秆坟烧产生的空气污染;减少甚至结束粘土砖等其它砌块的使用;建筑节能可达65%。显著经济效益:建筑综合造价为1000元/m<'2>以下。高水平技术创新:首次提出冷弯薄壁型钢与草砖相结合的新型低碳住宅这一建筑结构体系;首次设计建造国内第一栋“冷弯薄壁型钢-秸秆草砖节能住宅”,在设计方法和施工工艺方面进行了创新;提出秸秆草砖极限承载力、导热系数计算方法;提出了两种秸秆草砖与冷弯薄壁型钢复合墙体的设计及构造方案和两种高密度秸秆草砖自承重的构造方法。应用推广情况:课题组于2009年10月建成国内第一栋二层“冷弯薄壁型钢-秸秆草砖节能住宅”,建筑面积为150m<'2>,综合造价为500元/m<'2>(同期粘土砖砌体单层建筑造价为600元/m<'2>),具有显著的经济效益。经6年多的使用和监测,该住宅各构件完好,节能效果显著,达到了节能65%的目标。该项目研究的冷弯薄壁型钢-OSB板组合楼盖及复合墙体在北新公司的轻钢装配式住宅中得到了大量的应用,仅2015和2016年度营业额即超过了5000万元,产生了巨大的经济效益和社会效益。
[成果] 1700610043 浙江
TU97 应用技术 房屋工程建筑 公布年份:2017
成果简介:方钢管(混凝土)柱-钢梁框排架结构具有强度高、自重轻、施工周期短、可重复利用、对生态环境影响小等优点,是住建部重点推荐应用的低碳环保、节能型绿色建筑,在多、高层建筑中有着广阔的应用前景。在国家自然科学基金、浙江省公益性技术应用研究计划、浙江省自然科学基金等科研项目资助下,宁波大学联合西安建筑科技大学等单位就“方钢管(混凝土)柱-钢梁节点与框排架结构关键技术和材料模型”深入、系统地开展了以下科学研究和技术攻关:①从数学源头推导出了结构钢旋转二次曲面通用断裂模型和屈服模型、轻骨料混凝土二次函数型通用破坏面模型;②对方钢管(混凝土)柱-钢梁节点进行了强震灾变机理分析、断裂和屈服演化规律分析、有限元参数研究和试验,研制了梁圆孔削弱节点、梁翼缘对接焊缝圆弧扩大头和长槽孔削弱节点、圆弧扩大头隔板贯通节点、折线加强隔板贯通节点等延性节点构造;③建立了考虑钢桁架、混凝土主压斜杆和约束压杆综合作用的方钢管混凝土异形柱-钢梁节点域剪切斜压破坏力学模型,推导了节点域柱腹板抗剪承载力计算式和核心区混凝土主斜压杆承载力计算式;④建立了方钢管柱-钢梁异型节点域受剪计算模型,推导了压弯情况下节点域斜截面抗剪承载力计算式和考虑柱轴力的节点域水平截面抗剪强度计算式;⑤对方钢管柱-钢梁框排架结构进行了拟动力和拟静力试验、弹性和弹塑性时程分析、静力弹塑性分析,揭示了其破坏形态、破坏机制、薄弱部位、塑性铰的出现和发展规律、框架与排架协同工作原理,提出了方钢管柱-钢梁框排架结构的抗震性能目标、对应不同性能水平的层间位移角限值、基于位移的抗震设计理论和具体的设计步骤。提出的结构钢旋转二次曲面通用断裂模型和屈服模型、轻骨料混凝土二次函数型通用破坏面模型、方钢管(混凝土)柱-钢梁延性节点构造和承载力计算式、框排架结构基于位移的抗震设计理论,为方钢管(混凝土)柱-钢梁节点与框排架结构的抗震设计及工程应用提供了量化公式和理论支撑。项目发表SCI收录论文2篇,EI收录论文22篇,出版专著1本,获实用新型专利4项,培养3名博士生,19名硕士生。钢梁框排架结构基于位移的抗震设计理论等科研内容。
[成果] 1700670147 重庆
TU7 应用技术 房屋工程建筑 公布年份:2017
成果简介:项目所属学科为土木建筑工程,涉及混凝土结构,为国家重点领域中的城镇化和城市发展领域。项目得到了国家自然科学基金、省部级科研计划和重庆市建设科技项目的资助,系统研究了既有混凝土结构安全性检测评定与加固改造的成套技术,主要创新点:研发了既有混凝土结构的灾害评估技术,主要包括:研发了环境激励下结构工作模态参数辨识系统;既有建筑结构震损快速评估方法;基于加速度响应的自功率谱与主元分析法的结构损伤评估方法;一种新的两阶段结构损伤评估方法;工程事故特征关系矩阵分析法;建筑结构的爆破损伤模型与爆破地震损伤评估方法。提出了既有混凝土结构安全性的检测评定技术,主要包括:提出了既有混凝土结构劣化评价预测的方法与维护决策的依据;基于可拓学理论的既有建筑安全性评定的改进层次分析法;基于贝叶斯理论的结构可靠性及灵敏度计算新方法;基于动态和静态相结合的结构安全性评定技术;环境激励下基于工作模态参数的结构安全性评定方法。研发了既有混凝土结构加固改造技术,主要包括:开发了预应力碳纤维布张拉系统及张拉加固方法;直接剪切型锚栓钢板加固系统;既有建筑结构减、隔震(振)加固技术;重庆市历史建筑使用功能调整、转换与再利用技术;既有建筑顶部采用钢结构加层与跃层加层技术。项目研究成果获得授权发明专利5项(公布3项)、实用新型专利3项、软件著作权3项,参编规程1项,在国内外发表学术论文166篇(SCI11篇,EI35篇),培养研究生63名。形成了既有建筑结构安全性检测评定和加固改造成套技术,多项研究成果通过了重庆市科委、市建委和市交委组织的鉴定。项目研究成果在20多个既有建筑结构安全性检测评定和改造加固工程中成功应用。利用该项目研究成果,对既有建筑结构检测、鉴定和加固改造,提升了既有建筑使用品质、保证了结构安全,延长了使用寿命,节约了社会资源,保护了生态环境,符合国家可持续发展的战略,社会效益显著。中国已进入既有建筑物改造和新建并重阶段,既有建筑面积达600亿平方米,每年新增20多亿平方米。大量既有建筑使用功能不完善,房屋舒适性低,部分建筑年久失修,存在安全隐患。为此,项目研究成果具有良好应用前景。
[成果] 1700240072 广西
TU3 应用技术 房屋工程建筑 公布年份:2017
成果简介:课题来源与背景:再生混凝土的推广应用有利于建筑垃圾资源化,符合环保和可持续发展要求。可持续发展的重要特征是环境保护和对自然资源的保护。再生骨料混凝土简称再生混凝土,废弃混凝土块经过破碎、清洗与分级后形成的骨料称再生骨料;再生骨料部分或全部代替砂石等天然骨料配制而成的混凝土称为再生骨料混凝土。充分利用再生混凝土,不但能有效降低建筑垃圾的数量,减少建筑垃圾对自然环境的污染,起到保护环境的作用,同时利用再生骨料配置而成的再生骨料混凝土还能减少建筑工程中对天然骨料的开采,达到节约天然沙石资源的目的。再生混凝土技术实现了对废混凝土的回收利用,形成新的建材产品,具有显著的经济、社会和环境效益。因此,从环境保护与资源有效利用的角度来讲,再生混凝土被认为是生态绿色混凝土,大力开展其技术研究和应用研究是有益的而且是必要的,符合建筑行业的循环经济的模式和国家提倡的低碳经济政策要求,也是人类可持续发展伟大战略的主要措施之一。钢管异形柱既可以满足承载力要求,又可以提高被约束再生混凝土的强度和抗震性能。采用钢管约束再生混凝土,当轴向力增加时候,由于混凝土有一定的泊松比,会发生横向变形,当横向变形受到约束情况下,混凝土的微裂缝的发展会受到制约,变形性能也会增强,从而提高了承载力。由于核心混凝土收到约束作用,在地震作用时候混凝土内部的微裂纹也不容易扩展,从而提高了抗震能力。技术原理及性能指标:该实用新型所述的再生混凝土十型钢管异形柱包括外包钢板组成的钢槽1,所述的钢板组成的钢槽内表面设置若干排抗剪螺栓连接件1,将抗剪螺栓连接件1焊接在钢板上,再将钢板通过焊接组合成槽型钢1, 两个槽型钢再与钢管焊接组成十型异形柱,所述异性柱的含钢率为0.06-0.2。在钢管2内部浇筑再生骨料混凝土5,再生骨料混凝土5由新砂浆6和再生骨料组成,再生骨料由原始天然骨料7和附着老砂浆组成8。在槽钢内部浇筑普通骨料混凝土3,普通骨料混凝土由砂浆9和普通天然骨料10组成。技术的创造性与先进性:一种通过外包钢板和钢管组成的十形新型异性柱,钢管内部浇筑再生骨料混凝土,外包钢板内部浇筑天然骨料混凝土,外包钢板与天然骨料混凝土通过抗剪螺栓紧密连接。抗剪螺栓的间距不小于钢槽的宽度,有利于混凝土和钢板协同工作。普通混凝土强度等级为C50以上,再生混凝土的强度等级为C35以上。依据《型钢混凝土组合结构设计规范》(JGJ138-2001)规定:含刚率在0.06-0.2范围内。技术的成熟程度,适用范围和安全性:技术已经非常成熟,适合于钢结构、组合结构、桥梁结构的建造、检测。应用情况及存在的问题:已经应用于广西交通科学研究院桥梁检测当中。
[成果] 1700240073 广西
TU3 应用技术 房屋工程建筑 公布年份:2017
成果简介:课题来源与背景:废弃混凝土块经过破碎、清洗与分级后形成的骨料称再生骨料;再生骨料部分或全部代替砂石等天然骨料配制而成的混凝土称为再生骨料混凝土,简称再生混凝土。再生混凝土的推广应用有利于建筑垃圾资源化,符合环保和可持续发展要求。可持续发展的重要特征是环境保护和对自然资源的保护。充分利用再生混凝土,不但能有效降低建筑垃圾的数量,减少建筑垃圾对自然环境的污染,起到保护环境的作用;而且利用再生骨料配置而成的再生骨料混凝土还能减少建筑工程中对天然骨料的开采,达到节约天然沙石资源的目的。再生混凝土技术实现了对废混凝土的回收利用,形成新的建材产品,具有显著的经济、社会和环境效益。因此,从环境保护与资源有效利用的角度来讲,再生混凝土被认为是生态绿色混凝土,大力开展其技术研究和应用研究是有益而且必要的,符合建筑行业的循环经济模式和国家提倡的低碳经济政策要求,也是人类可持续发展伟大战略的重要措施之一。技术原理及性能指标:针对再生骨料混凝土应用存在的问题,发明人设计了一种再生混凝土L型钢管异形柱,由圆形钢管与两个U形钢槽焊接组成,U形钢槽内部浇筑普通骨料混凝土,圆形钢管内部浇筑再生骨料混凝土;U形钢槽内焊接有抗剪螺栓。由于在L型异形柱的拐角处采用大直径的钢管约束再生混凝土,改善了L型异形柱的受力性能,提高了其抗扭转能力,并提高了受钢管约束的再生混凝土的承载力和抗震性,减少了人们对再生混凝土性能差的怀疑,有利于再生混凝土在高层建筑中的推广应用和建筑垃圾资源化。该发明的再生混凝土L型钢管异形柱可应用在高层建筑中,以及地震烈度较大的区域,扩大了再生混凝土的应用范围。此外,由于外包钢板和钢管可以作为模板使用,因此节省了模板,加快了施工速度,提高了经济效益。技术的创造性与先进性:该发明要解决的技术问题是提供一种承载力较高、抗震性能良好的再生混凝土T型钢管异形柱。技术的成熟程度,适用范围和安全性:技术已经非常成熟,适合于钢结构、组合结构、桥梁结构的建造、检测。应用情况及存在的问题:已经应用于广西交通科学研究院桥梁检测当中。
[成果] 1700270010 河北
TU3 应用技术 房屋工程建筑 公布年份:2017
成果简介:课题采用了理论分析、试验研究、仿真模拟等综合研究手段,为研究配置600MPa高强非预应力筋部分预应力混凝土梁受力性能,设计20根部分预应力混凝土梁进行静载和疲劳试验,主要以预应力钢绞线配筋率、非预应力钢筋强度及配筋率和混凝土强度等级等因素为变量。通过配置600MPa钢筋部分预应力混凝土梁在静力荷载作用下受力性能的试验,分析配置600MPa钢筋部分预应力混凝土梁的抗弯承载力、抗裂性、变形、极限应力增量和延性等特点,以及预应力钢绞线配筋率、非预应力钢筋强度及配筋率和混凝土强度等级等变量对其受力性能的影响。提出600MPa钢筋用于部分预应力混凝土梁的设计强度取值,为相关规范修订时列入600MPa钢筋提供依据;通过配置600MPa钢筋部分预应力混凝土梁疲劳荷载作用下受力性能的研究,分析疲劳荷载对其抗弯承载力、变形、混凝土、非预应力钢筋和预应力钢绞线应变等的影响。同时,分析混凝土、600MPa钢筋和预应力钢绞线的应变幅和疲劳强度等,为在桥梁等承受重复荷载作用的构件中应用600MPa高强钢筋提供一定的理论基础;有限元方法作为一种强有力的数值分析工具,可以揭示结构反应的机理和描述结构的变形、开裂和破坏,并给出结构内力和变形发展的全过程;能够对结构的承载性能和可靠度做出评估,以利于优化设计。推广600MPa高强钢筋在结构工程上的应用,既能助推钢铁工业实现结构调整的艰巨任务,又能促进中国各类建筑和基础设施提高质量和寿命,具有显著的经济效益和社会效益。
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