PDF《公示内容》

公示内容 1.

项目名称:大型公共混凝土结构连续倒塌破坏机制与性能提升技术 2. 项目简介: 本项目属于土木建筑结构领域. 混凝土框架结构在我国城市建筑特别是大型公共建筑中应用广泛, 服役期间此类建筑可 能会遭受诸如煤气爆炸、恐怖袭击、火灾、撞击、地震等偶然荷载,造成结构局部破坏或损 伤, 进而引发构件失效不断扩展并导致整个结构倒塌或发生与初始局部破坏不成比例的大范 围破坏,造成严重的人员伤亡与财产损失.然而,我国直到

2010 年才在 GB50010 和JGJ3 规范中给出了防连续倒塌的基本原则,抗连续倒塌设计严重滞后于实际工程需求.同时,我 国现役

560 亿平方米建筑中经过抗倒塌设计的屈指可数, 大量建筑需进行连续倒塌加固. 因此, 研究混凝土框架结构的连续倒塌破坏机制、 抗连续倒塌设计方法与抗连续倒塌加固技术 对确保大型公共混凝土结构的安全可靠具有重要的意义. 本项目系统研究了混凝土框架结构的连续倒塌破坏机制及加固技术, 主要内容包括: (1) 完成了混凝土框架结构连续倒塌拟静力试验, 系统研究了结构的变形方式与破坏过程, 揭示 了混凝土框架结构在竖向连续倒塌过程中的受力机制, 划分了混凝土框架结构的连续倒塌破 坏阶段, 并基于混凝土材料模型的二次开发, 建立了混凝土框架结构连续倒塌精细化分析技 术, 揭示了楼板在混凝土框架结构连续倒塌中的作用机理以及混凝土框架结构中不同关键柱 失效后在偶然荷载作用下的倒塌机制;

(2) 揭示了混凝土框架结构连续倒塌过程中的关键临 界变形,提出了混凝土框架结构连续倒塌计算模型的基本假定,建立了简化受力分析模型, 并提出了混凝土框架结构连续倒塌变形及抗力计算方法;

(3) 研发了加筋高性能砂浆 (HPFL) -粘钢联合加固技术和连续倒塌加固系统,提出加固层剥离破坏准则及粘结-滑移本构关系, 研究了加固梁、 柱构件的受力性能与破坏机理, 建立了加固梁式构件正截面和斜截面承载力 计算公式、 刚度和裂缝宽度计算公式以及加固柱受压承载力计算公式, 研究了压弯剪扭复合 受力情况下加固柱的抗震性能,并提出了抗震计算方法和设计建议;

(4)完成了加筋高性能 砂浆(HPFL)-粘钢联合加固混凝土框架结构抗连续倒塌试验,研究了关键柱失效状态下加 固子结构的倒塌破坏机制与整体受力性能, 提出倒塌破坏判定准则和倒塌加固分析模型, 从 结构整体受力性能角度提出连续倒塌加固 按域设计 方案、 承载力计算方法和加固设计流程. 本项目研究历时15年,投入研究经费163万元,出版学术专著1部,发表学术论文80篇, 其中SCI、EI期刊检索收录32篇,授权发明专利5项,实用新型专利3项,培养博士、硕士研 究生42位,相关成果已在延安革命纪念馆新馆、陕西宾馆、西安曲江银泰国际购物中心、宝 鸡市第三人民医院门诊综合楼等全国多地重大公共建筑工程中应用, 新增产值3995万元, 新 增利润1199万元. 成果应用提高了混凝土框架结构的抗灾防灾能力, 产生了显著的经济和社 会效益. 本研究成果已获得

2019 年度陕西省高等学校科学技术一等奖. 3. 客观评价 1)项目验收或结题情况 (1)本项目依托的

1 项国家自然科学基金项目、1 项教育部博士点优先发展计划、1 项教育部博士点新教师基金、2 项中国博士后科研基金、2 项陕西省自然科学基金均已经通 过相关部门的结题或验收. (2)本项目成果进行了陕西省科技成果登记. 2)科技奖励情况 本项目的相关研究成果 混凝土框架结构连续倒塌破坏机制与加固体系研发 获2019 年 陕西省高等学校科学技术一等奖. 3)专家评价 国家 万人计划 科技创新领军人才、教育部长江学者、清华大学土木水利学院陆新征教 授表示本项目 系统开展了关键构件失效情况下RC框架连续倒塌及其加固试验研究, 明确了 破坏机理及影响因素,建立了倒塌加固分析模型 , 相关工作对推动我国混凝土结构抗倒塌 分析及应用具有积极作用 . 国家 万人计划 科技创新领军人才、 同济大学土木工程学院蒋欢军教授称本项目研究成 果 对于保障大型公共建筑安全,促进结构抗倒塌理论及工程应用具有重要的推动作用 . 加拿大滑铁卢大学博士生导师徐磊教授认为 长安大学科研团队的相关研究成果推动了 混凝土结构连续倒塌相关研究, 所完成的结构连续倒塌分析模型和承载力计算方法等研究成 果具有创新性,相关工作对于推动混凝土结构防灾减灾具有积极作用 陕西省建筑设计研究院有限公司总工贺志坚认为本项目 相关成果在杨凌种子大厦、陕 西省食品检验中心实验室等大型公共建筑的抗倒塌分析中使用, 为提高该类重要建筑的抗震 和防连续倒塌能力发挥了重要作用 . 西部建筑抗震勘察设计研究院有限公司董事长张耀认为相关研究成果 有效提高了结构 的延性和荷载重分布能力,取得了良好的设计效果 . 4. 应用情况 成果中关于钢筋混凝土框架结构在竖向连续倒塌过程中的破坏机制、 连续倒塌临界状态 确定方法、 不同破坏阶段倒塌物理度量指标和抗力分析模型等成果被中国建筑西北设计研究 院有限公司、陕西省建筑科学研究院有限公司、陕西省建筑设计研究院有限公司、西部建筑 抗震勘察设计研究院、 西安长安大学工程设计研究院有限公司、 陕西宏基建筑勘察设计工程 有限公司、 中国建筑第八工程局有限公司、 中建三局西北分公司等多家设计和施工单位采用, 对掌握结构在连续倒塌作用下的破坏机理及影响因素、 提高结构整体性和抗震防灾能力起到 了关键作用.成果中关于加筋高性能砂浆(HPFL)-粘钢联合加固技术以及抗倒塌加固系统 被西安远大建筑加固科技有限公司、 郑州市瑞杰结构加固工程有限公司、 四川安尔泰建设工 程技术有限公司等加固公司采用,在提高加固构件的承载力、延性和耗能能力,以及结构体 系的抗连续倒塌能力等方面起到了关键作用.典型工程具体见应用证明. 5. 主要论文专著目录和主要知识产权证明目录 主要论文专著目录(限20 条) 承诺:上述论文专著未曾在往年国家科学技术奖励项目、往年其他省部级(政府)科学技术奖励项目和本年度其他陕西省科学技术奖推荐项目中作为支 撑材料出现.用于推荐陕西省科学技术奖的情况,已征得未列入项目主要完成人和主要完成单位的作者的同意,知识产权归国内所有,且不存在争议. 序号论文专著名称 刊名 作者 影响 因子 年卷页码 (xx 年xx 卷xx 页) 发表时 间 通讯 作者 第一作 者 国内作者 SCI 他引 次数 他引 总次 数 知识产 权是否 归国内 所有