復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論及工程應(yīng)用-哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳

1、2017年度廣東省科學(xué)技術(shù)獎項(xiàng)目公示項(xiàng)目名稱復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論及工程應(yīng)用推薦單位深圳市科技創(chuàng)新委員會主要 完成 單位單位1哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院單位2:深圳中建院建筑科技有限公司單位3:哈爾濱工業(yè)大學(xué)主要完成人(職稱、完成 單位、工作單 位)1.滕軍職稱：教授工作單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院 完成單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院 主要貢獻(xiàn)：提出本項(xiàng)目的關(guān)鍵學(xué)術(shù)思想， 全面規(guī)劃組織并研究 了本項(xiàng)目的研究內(nèi)容，對項(xiàng)目4個主要科技創(chuàng)新點(diǎn)均作出了貢 獻(xiàn)：(1) 提出了復(fù)雜咼層建筑結(jié)構(gòu)大震彈塑性分析技術(shù)，并構(gòu)建 了高性能彈塑性模擬分析異構(gòu)平臺。(2) 建立了復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)抗震失效評價方法

2、。(3) 提出了復(fù)雜咼層結(jié)構(gòu)大震最優(yōu)失效模式調(diào)控方法。(4) 提出了復(fù)雜咼層結(jié)構(gòu)基于最優(yōu)失效模式的抗震設(shè)計(jì)方法。 應(yīng)用貢獻(xiàn)：將項(xiàng)目成果應(yīng)用于多項(xiàng)復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)中。2.李祚華職稱：副教授工作單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院完成單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院主要貢獻(xiàn)：對項(xiàng)目4個主要科技創(chuàng)新點(diǎn)均作出了貢獻(xiàn)：(1) 開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的前后處理軟件，構(gòu)建了高性 能彈塑性模擬分析異構(gòu)平臺。(2) 建立了基于結(jié)構(gòu)整體失效判別和從構(gòu)件到結(jié)構(gòu)損傷的抗 震失效評價方法。(3) 揭示了耗能連梁的最優(yōu)失效模式調(diào)控機(jī)制。(4) 建立了復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)體系的抗震彈塑性設(shè)計(jì)理論。3.劉鐵軍職 稱：教授工作單位：哈

3、爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院 完成單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院 主要貢獻(xiàn)：對項(xiàng)目第1個、第2個和第4個主要科技創(chuàng)新點(diǎn)作 出了貢獻(xiàn)：（1）建立了鋼筋混凝土精細(xì)化本構(gòu)關(guān)系，為高層建筑結(jié)構(gòu)大 震彈塑性分析奠定了基礎(chǔ)。（2）提出了高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件層次的損傷評價方法。（3）對高層建筑結(jié)構(gòu)徐變、損傷過程進(jìn)行了研究，提出了高 層建筑結(jié)構(gòu)抗震最優(yōu)失效模式。4何春凱職 稱：教授級高工，總經(jīng)理工作單位：深圳中建院建筑科技有限公司完成單位：深圳中建院建筑科技有限公司主要貢獻(xiàn)：對項(xiàng)目第2個和第4個主要科技創(chuàng)新點(diǎn)均作出了貢 獻(xiàn)：（1）提出了基于構(gòu)件損傷表征系數(shù)的整體結(jié)構(gòu)各構(gòu)件類別的 損傷描述方法，建立了基于大震性能目標(biāo)

4、的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系整體 尺度損傷評價方法。（2）揭示了復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)體系的協(xié)同工作性能和失效機(jī) 制。5.盧偉職 稱：副教授工作單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院完成單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院主要貢獻(xiàn)：對項(xiàng)目第3個主要科技創(chuàng)新點(diǎn)作出了貢獻(xiàn)：（1）提出了復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)大震最優(yōu)失效模式調(diào)控方法。揭示了連梁對高層建筑結(jié)構(gòu)最優(yōu)失效模式的調(diào)控機(jī)制， 研究了耗能 減振技術(shù)的應(yīng)用策略。（2）結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用中的對比分析，驗(yàn)證了耗能連梁阻尼 器咼效的大震失效控制能力。6. 鄒篤建職稱：助理教授工作單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院 完成單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院 主要貢獻(xiàn)：對項(xiàng)目第2個主要科技創(chuàng)新點(diǎn)作出了貢

5、獻(xiàn)：（1）通過鋼筋混凝土精細(xì)化本構(gòu)關(guān)系，考慮復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)體 系的失效模式及損傷演化特點(diǎn)，建立了剪力墻、框架柱、框架 梁及連梁的構(gòu)件尺度失效演化過程損傷模型。（2）建立了復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系整體尺度損傷評價方法。7. 許國山職 稱：副教授 工作單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué) 完成單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué) 主要貢獻(xiàn)：對項(xiàng)目第4個主要科技創(chuàng)新點(diǎn)作出了貢獻(xiàn)：（1）設(shè)計(jì)并實(shí)施了連梁阻尼器和斜交網(wǎng)格筒擬動力子結(jié)構(gòu)試 驗(yàn)。（2）揭示了高層結(jié)構(gòu)體系協(xié)同工作性能和高層結(jié)構(gòu)體系失效 機(jī)制。8何京波 職 稱：無 工作單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院 完成單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院 主要貢獻(xiàn)：對項(xiàng)目第2個主要科技創(chuàng)新點(diǎn)作出了貢獻(xiàn)：（

6、1）研究應(yīng)力對高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件損傷的影響，提出了構(gòu)件 損傷的描述方法。通過損傷傳遞系數(shù)建立了結(jié)構(gòu)體系整體尺度 損傷評價方法。9.彭志涵 職 稱：無 工作單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院 完成單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院 主要貢獻(xiàn)：對項(xiàng)目第2個主要科技創(chuàng)新點(diǎn)作出了貢獻(xiàn)：（1）揭示了箍筋約束混凝土的本構(gòu)關(guān)系，提出了高層建筑結(jié) 構(gòu)構(gòu)件損傷判定方法。本項(xiàng)目屬土木建筑工程設(shè)計(jì)和防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域。近年來世界范圍內(nèi)高層建筑發(fā)展迅速， 建筑高度不斷提高，體型 日趨復(fù)雜。國內(nèi)外現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)規(guī)范雖然均明確了復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu) 的大震性能需求限值，但大都是將需求限值作為設(shè)計(jì)的第二步來驗(yàn) 算，還不能對復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)大

7、震性能做到有效的控制和把握。目前在高層結(jié)構(gòu)抗震性能分析、動力性態(tài)描述、結(jié)構(gòu)大震失效控制、抗 震設(shè)計(jì)等方面的研究不足成為結(jié)構(gòu)抗大震倒塌能力分析的主要瓶頸。 隨著設(shè)計(jì)和分析手段的提高，以及工程實(shí)際需要的多樣化，對復(fù)雜高 層結(jié)構(gòu)的精細(xì)分析與精細(xì)設(shè)計(jì)顯得十分必要。 針對上述問題，本項(xiàng)目 提出了系統(tǒng)的復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論并實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用，取得了四方面創(chuàng)新性突破：（1）提出了復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)大震彈塑性分析技術(shù)，并構(gòu)建了 高性能彈塑性模擬分析異構(gòu)平臺。提高了大震彈塑性分析的建模和分 析效率，解決了商業(yè)軟件數(shù)值分析專業(yè)針對性差、精度不高、效率低 等問題。項(xiàng)目簡介（2）建立了復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)抗震失效評價方法。

8、建立了系統(tǒng) 的基于結(jié)構(gòu)整體失效判別和從構(gòu)件損傷信息到結(jié)構(gòu)損傷的抗震失效 評價方法。解決了結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定失效判別忽略彈塑性二階效應(yīng)和剛度 退化的影響、構(gòu)件損傷與結(jié)構(gòu)整體失效間聯(lián)系不明確等問題。（3）提出了復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)大震最優(yōu)失效模式調(diào)控方法。揭示了 連梁對高層建筑結(jié)構(gòu)最優(yōu)失效模式的調(diào)控機(jī)制，深入研究了多種形式 鋼板阻尼器復(fù)合連梁的協(xié)同工作機(jī)制及破壞模式。解決了各種配筋形 式連梁耗能能力和塑性強(qiáng)度不足等關(guān)鍵技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜高層建 筑結(jié)構(gòu)大震最優(yōu)失效模式的可控性。（4）提出了復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)基于最優(yōu)失效模式的抗震設(shè)計(jì)方法。 研究了復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)體系的抗震彈塑性設(shè)計(jì)理論，建立了復(fù)雜高 層建筑結(jié)構(gòu)體系基

9、于抗震最優(yōu)失效模式的設(shè)計(jì)理論和方法，提出了結(jié) 構(gòu)大震失效模式、大震失效模式優(yōu)化和控制方法，解決了高層結(jié)構(gòu)抗 震設(shè)計(jì)不能有效主動把握結(jié)構(gòu)大震性態(tài)等問題。本項(xiàng)目研究成果發(fā)表學(xué)術(shù)論文109篇，其中SCI/EI收錄96篇； 編寫相關(guān)專著1部；獲得國家發(fā)明專利1項(xiàng)、軟件著作權(quán)2項(xiàng)。國家 自然科學(xué)基金委員會完成了對本項(xiàng)目“超高建筑斜交網(wǎng)格筒結(jié)構(gòu)體系 基于失效模式的大震設(shè)計(jì)理論（50938001）”的結(jié)題驗(yàn)收，以中國工程院歐進(jìn)萍院士和周緒紅院士為主任委員的驗(yàn)收專家組 致認(rèn)為：該項(xiàng)目對新型結(jié)構(gòu)體系超咼建筑斜交網(wǎng)格筒結(jié)構(gòu)基于失效模式的大震 設(shè)計(jì)理論進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究，取得了一系列有創(chuàng)新意義和應(yīng)用前 景的研究成

10、果。通過項(xiàng)目組研究，有力促進(jìn)了學(xué)科建設(shè)和發(fā)展，在新 型結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論領(lǐng)域形成了新的研究方向，其研究成果達(dá)到國際領(lǐng)先水平。驗(yàn)收組成員 致同意通過驗(yàn)收，且綜合評價等級為“ A ”。本項(xiàng)目研究成果已被6個應(yīng)用單位直接應(yīng)用，其經(jīng)濟(jì)效益達(dá) 24700萬元，為結(jié)構(gòu)的安全提供了重要保障，取得了顯著的社會效益 和經(jīng)濟(jì)效益。項(xiàng)目研究成果提升了我國對復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì) 的研究水平和國際影響力。代表 性論 文專 著目 錄論文 1: Li Zuohua, Peng Zhihan, Teng Jun, Wang Ying. Experimental Study of Damage Evolution in

11、 Circular Stirrup-Confined ConcreteJ. Materials, 2016, 9:278.論文 2: Li Hongyu, Teng Jun, Li Zuohua, Wang Ying, Zou Dujian. Experimental study of damage evolution in cuboid stirrup-confined concrete. Materials and Structures. Materials and Structures, 2016, 49(7):2857-2870.論文 3: Li Zuohua, He Jingbo,

12、Teng Jun, Wang Ying. 1 nternal Stress Monitoring of In-Service Structural Steel Members with Ultrasonic MethodJ. Materials, 2016, 9:223.論文 4: Chen Chaojun, Li Zuohua, Teng Jun, Wang Ying. In flue nee An alysis of a Higher-Order CSI Effect o n AMD Systems and Its Time-Varyi ng Delay Compe nsati on Us

13、ing a Guara nteed Cost Con trol AlgorithmJ. Applied Scien ces, 2017, 7(4), 313.論文 5: Li Zuohua, Chen Chaojun, Teng Jun, Hu Weihua, Xing Houbing, Wang Ying. A reduced-order con troller con sideri ng high-order modal in formati on of high-rise buildings for AMD control system with time-delayJ. Shock a

14、nd Vibration, 2017, (2017), 1-16.論文 6: Li Hongyu, Li Zuohua, Teng Jun, Wang Ying, Zou Dujian. A dynamic analysis algorithm for RC frames using parallel GPU strategiesJ. Computers and Con crete, 2016, 18(5) :1019-1039.論文 7: Zou Dujian, Liu Tiejun, Huang Yongchao, Zhang Fuyao, Du Chengcheng, L Bo. Fea

15、sibility of water seepage monitoring in concrete with embedded smart aggregates by P-wave travel time measureme nt J Smart Materials and Structures, 2014, 23(6): 067003(6pp).論文& 何春凱，陳建華，滕軍.基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的高層混合結(jié)構(gòu)層損傷評估J. 工程抗震與加固改造,2011, 33(4):1-6.論文9:許國山,Shi ng P Be nso n,吳斌.砌體填充框架結(jié)構(gòu)的實(shí)時子結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方 法及仿真分析J.震災(zāi)防御技術(shù),2010, 05(2):234-241.論文10：滕軍，郭偉亮，張浩，李祚華.斜交網(wǎng)格筒-核心筒結(jié)構(gòu)地震非線性性 能研究J. 土木工程學(xué)報，2012(8):90-96.知識 產(chǎn)權(quán) 名稱專利1:李祚華，滕車，葉立漁，盧偉。一種代替減速帶以減小樓板振動的減