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大型复杂高层建筑组合结构高效抗震体系及关键技术
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  • 公布年份:
    2018
  • 中图分类:
    TU973.31
  • 关键词:
  • 成果简介:
    该项目属土木建筑工程技术领域。该项目重点研究了水平超大跨度高层建筑和竖向超高高层建筑,它们的抗震设计均面临着诸多共性的具有挑战性的技术难题,如水平超大平台体系、竖向筒体体系、巨型框架体系等合理匹配与效率提升,高性能抗震和消能减震构件研发等。该项目结合重大工程,进行了系统深入的研究,形成了高层建筑高效抗震体系及关键技术。主要创新成果: 创新1.研发了多筒支承超大跨度中空长悬挑转换平台高层组合结构体系。结合标志性建筑大连国际会议中心的设计与建造,创造性提出并研发了“多筒支承超大跨度中空长悬挑转换平台高层组合结构体系”,将创新的多重组合筒体体系、大跨长悬挑中空钢桁架-混凝土板转换平台体系、稀疏支座大跨长悬挑屋架体系、异型折板曲面框架外围护体系有机结合,形成了结构抗震、抗风及超大平台振动有效控制的高效受力体系,实现了结构体系的重大创新;发明了多种高性能构件;进行了系统的试验和理论研究,形成了设计关键技术,系统研发并形成了配套施工技术,有力支撑并成功实施了该重大工程的精准建造。 创新2.研发了超高层建筑多重组合巨型柱框架结构抗震新技术。结合重大工程,进行了系统的构件及结构试验和理论研究,发明了新型构造多重组合巨型柱,其截面几何形状由三角形-四边形-圆形组合,截面构造由型钢柱-钢管混凝土柱-钢筋混凝土柱构件组合,截面材料由型钢与混凝土组合,发展了多重组合巨型柱及巨型柱框架抗震技术,显著提升了巨型柱框架体系的抗震效率。 创新3.研发了高性能组合柱框架-组合剪力墙及核心筒结构抗震新技术。框架柱和剪力墙是高层建筑抗侧力构件,剪力墙是抗侧力主体。创造性提出了多重组合剪力墙及核心筒,将钢管混凝土-钢板-钢桁架-混凝土剪力墙不同抗侧力构件组合,型钢与混凝土组合联合应用,发明了系列多重组合剪力墙,实现了组合剪力墙技术新突破;研发了高性能组合柱框架技术;进行了系统的试验和理论研究,实现了组合柱框架-组合剪力墙及核心筒结构抗震技术的重要创新。 创新4.发展了高层建筑组合结构抗震性能化设计理论与技术。结合水平超大跨度高层建筑和竖向超高高层建筑抗震设计共性需求,凝练了高层建筑组合结构抗震性能化设计共性问题,基于640个结构及构件受力性能试验研究,揭示了抗震机理,建立了符合结构构造特点的力学模型,提出了高层建筑组合结构体系拓扑优化设计新方法、基于多尺度耦合单元模型的高效仿真新方法、多层次多目标性能化设计方法等,发展了高层建筑抗震性能化设计理论与技术。 该项目授权国家发明专利54项、实用新型专利29项、软件著作权5项、省部级工法2项;学术论文253篇,其中SCI收录50篇、EI收录109篇,专著1部;参编国家行业标准1部;研究成果通过省部级成果鉴定3项,鉴定结论:综合国际先进,部分成果国际领先;获华夏建设科学技术奖一等奖2项。 研究成果在北京、天津、上海、深圳、河北、辽宁、黑龙江、山东、福建、海南等省市20余项大型复杂高层建筑中推广应用,效果良好,社会经济效益显著。
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