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获奖项目名称
双钢板-混凝土组合墙壳分析理论及工程应用
主要完成单位
天津大学、中国地震局工程力学研究所、中铁四局集团有限公司、中国建筑第八工程局有限公司、天津城建大学、中国建筑第四工程局有限公司、天津大学建筑设计规划研究总院有限公司、中核山东核能有限公司
主要完成人
严加宝、王涛、吕杨、丁阳、张锡治、于海申、刘桂东、孙运轮、刘青峰、王成、亢二聪、王啸霆、王哲、章少华、钱生泽
一
项目背景
近年来，高性能双钢板-混凝土组合结构凭借高性能、易装配、建造工期短等优势，在高层建筑、核电设施、桥梁工程、沉管隧道及防护工程等领域发挥了重要作用，并得到大量应用。然而，相较于传统钢结构和混凝土结构，双钢板-混凝土组合结构存在三方面理论与技术挑战：钢板与混凝土界面协同作用机理不明确；双钢板-混凝土组合墙壳复杂受力机理难解析；组合墙抗震、抗冲击分析理论不完善。上述问题对双钢板-混凝土组合结构的工程应用带来巨大的技术挑战，发展双钢板-混凝土组合结构复杂工况下的新型连接体系、力学性能基础理论和防灾减灾设计理论等，已成为一项必要又极具挑战的科学与技术难题。
二
创新成果
提出了J型钩、增强槽钢及对拉栓钉等钢板-混凝土界面新型连接体系，显著提升了钢板-混凝土组合墙壳界面连接性能，建立了新型连接件抗剪、抗拉、抗复合拉剪、及严酷低温环境下连接件抗剪与抗拉性能理论模型及设计方法。
系统研究了双钢板-混凝土组合墙面外弯剪、面内压剪以及组合壳面外受冲剪性能，深入揭示了上述复杂受力状态下双钢板-混凝土组合墙壳的失效机理，建立了双钢板-混凝土组合墙壳复杂受力理论分析模型及设计方法。
提出了单钢板剪力墙复杂受力理论模型、抗震设计方法及关键建造技术，系统研究了采用J型钩、增强槽钢连接件的双钢板-混凝土组合墙的抗震、抗冲击性能，深入揭示了其作用机理，发展了双钢板-混凝土组合墙抗震、抗冲击理论分析模型及设计方法。
三
推广应用
项目成果已成功应用于天津周大福金融中心、山东石岛湾600MW气冷堆核电站、天津滨海新区天气雷达塔等十余项重要工程中。在学术与技术创新方面，项目团队累计发表SCI论文52篇，出版专著3部、教材2部，获授权国家发明专利6项，认证省级工法2项，并参编行业标准1部。项目成果推动了超高层建筑、核电工程等领域结构设计与施工技术的创新与发展，社会经济和环境效益显著，推广应用前景广阔。
图1 天津周大福金融中心
图2 山东石岛湾600MW气冷堆核电站
图3 天津滨海新区气象雷达塔