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获奖项目名称
多高层钢结构抗震性能化设计创新与应用
主要完成单位
中衡设计集团股份有限公司、东南大学、北京科技大学、苏州科技大学、中建钢构江苏有限公司、中亿丰建设集团股份有限公司、浙江建科减震科技有限公司、苏州高铁新城城市发展(集团)有限公司
主要完成人
张谨、舒赣平、王立军、杨律磊、龚敏锋、周军红、陈鑫、谈丽华、朱寻焱、宋敏、秦颖、曾欣、孙意斌、严鑫、杨栋
一
项目背景
抗震性能化设计将传统规范设计法中宏观定性的抗震设防目标分解为可量化分析的多重性能目标,基于对结构性能准确的分析评估采取有针对性的设计措施;可满足目前更高或更个性化的抗震需求,是当前重要的发展方向。美国TBI2017等性能化设计标准已发展为传统“处方式”设计标准的一种替代选择。我国性能化设计尚未形成完整、统一和独立的设计体系,与国外先进方法存在差距;此外,我国尚未建立完善的性能评价体系。
成果对多高层钢结构抗震性能化设计的多项关键问题完成系统研究,以更有效实现钢结构良好的抗震性能,对完善国内钢结构性能化设计具有重要的现实意义和实践价值。
二
创新成果
01
基于试验研究提出“等效塑性区”概念,并研究轴压比、截面等级和地震作用随机性等因素对钢构件延性的影响,进而首次建立受弯和压弯钢构件基于应变指标的性能评价准则。该准则不受荷载和边界条件影响,更易于工程应用,可弥补国内外相关研究的不足。
02
基于钢结构抗震设计周期设防目标的个性化需求,采用分层分级性能设定和评估,提出了全过程抗震性能化设计新方法。方法释放“三水准”单一设防目标,完备了包括设防目标确定、概念设计、性能目标设定、结构分析及性能评价等环节的设计流程与具体要求;可更充分发挥钢结构抗震性能优势,推动新材料、新技术和新体系在多高层钢结构中的应用。
03
研发了新型形状记忆合金自复位耗能装置和预压碟簧自复位黏滞阻尼器等新技术及其产品,为钢结构抗震性能化设计提供了一种重要技术手段。
04
对某高烈度(8度0.3g)158米高项目,采用钢管混凝土柱-钢梁-加劲钢板墙+黏滞阻尼墙核心筒的新颖结构体系,通过分层分级灵活设置性能目标,结合项目提出性能化设计方法和评价准则,完成全过程性能化设计应用,结果表明结构具有优异的抗震性能、良好的使用性能及经济性。
05
研发了基于钢结构性能化设计的开放式平台,包含标准化结构模型信息数据库,以及分析、评价和优化模块,提高了钢结构抗震性能化设计水平,为实现钢结构自动优化提供基础;同时软件支持集成型钢库,可促进钢结构产业化和标准化发展。
三
推广应用
项目获授权发明专利8项、软件产品2项、软件著作权12项,出版著作1部,发表学术论文16篇(SCI收录5篇,EI收录3篇),成果在宿迁京东智慧城、苏州国际会议酒店、苏州湾文化中心、苏州第二工人文化宫和苏州嘉盛中心等工程中得到应用,经济、社会和环境效益显著,应用前景广阔。
宿迁京东智慧城
苏州国际会议酒店
苏州湾文化中心
苏州第二工人文化宫
苏州嘉盛中心