國家自然科學(xué)獎推薦書-中國土木工程學(xué)會

1、【項目名稱】高層住宅裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)工程關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用【推薦獎種】 2017 年度國家科學(xué)技術(shù)進步獎一等獎【推薦單位意見】中國土木工程學(xué)會推薦意見： 推廣應(yīng)用工業(yè)化住宅， 尤其是裝配整體式混凝土住宅，不僅可實現(xiàn)節(jié)能、節(jié)材，還可提高住宅質(zhì)量、縮短工期，具有顯著的社會與經(jīng)濟效益。該項目結(jié)合我國當(dāng)前建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級和節(jié)能減排戰(zhàn)略要求，在國家級和省部級課題的資助下，從高層住宅裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)體系研發(fā)、結(jié)構(gòu)設(shè)計方法、構(gòu)件制作與裝配施工關(guān)鍵技術(shù)等方面著手，開展了深入、系統(tǒng)的研究，取得了一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高水平研究成果：研究開發(fā)了高層住宅新型裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)體系；研發(fā)形成了高層住宅裝配整體式

2、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工與制作成套技術(shù)；發(fā)展了我國裝配整體式混凝土高層住宅標(biāo)準(zhǔn)體系。經(jīng)審查，認為該項目研究成果豐富、系統(tǒng)、創(chuàng)新性強、工程實用價值高，為我國住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展提供了技術(shù)支撐，對提高我國裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)的科學(xué)與技術(shù)研究水平具有重要的推動作用?！卷椖亢喗椤垦b配整體式混凝土結(jié)構(gòu)是目前我國實現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的主要結(jié)構(gòu)型式。與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)相比，裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)具有大量減少現(xiàn)場工作量、施工效率高、構(gòu)件質(zhì)量高、節(jié)能減排與環(huán)保效益顯著等特點。自 2000 年以來，項目組針對高層住宅裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)工程中的關(guān)鍵技術(shù)難題，在一系列國家級與省部級科研項目資助下，從新型結(jié)構(gòu)體系研發(fā)、設(shè)計施工與制

3、作關(guān)鍵技術(shù)等方面著手，經(jīng)過長期聯(lián)合攻關(guān)，取得如下創(chuàng)新成果：(1) 研發(fā)了高層住宅新型裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)體系。 研發(fā)了 9 類適用于高層住宅的新型裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)體系（包括 5 類剪力墻結(jié)構(gòu)和 4 類框架結(jié)構(gòu)），大尺度模型抗震試驗表明上述新型體系均具有良好的抗震性能和整體性。 上述體系已納入現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)或地方標(biāo)準(zhǔn)中。(2) 研究形成了高層住宅裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。 基于系統(tǒng)開展的整體結(jié)構(gòu)以及關(guān)鍵節(jié)點與構(gòu)件的靜力性能與抗震性能試驗， 發(fā)展了裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計理論；研發(fā)并完善了預(yù)制混凝土構(gòu)件連接和節(jié)點構(gòu)造；系統(tǒng)地形成了高層住宅裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。(3) 研發(fā)了高層住宅裝

4、配整體式混凝土結(jié)構(gòu)施工集成技術(shù)。研發(fā)了適用于新型裝配整體式混凝土剪力墻與框架結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化施工工藝，開發(fā)了預(yù)制構(gòu)件安裝實時信息系統(tǒng)；研發(fā)了預(yù)制構(gòu)件三向高精度安裝測控一體化技術(shù)及其機具；研發(fā)了裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)施工安全防護新技術(shù)。(4) 研發(fā)了高層住宅預(yù)制混凝土構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化制作集成技術(shù)。開發(fā)了各類新型裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制構(gòu)件信息系統(tǒng)；研發(fā)了預(yù)制構(gòu)件自動化生產(chǎn)控制系統(tǒng)，開發(fā)了高精度組合式模具系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上研制了預(yù)制構(gòu)件自動化生產(chǎn)流水線；研發(fā)了預(yù)制構(gòu)件立體存儲與高效運輸技術(shù)?；谏鲜鰟?chuàng)新成果，項目組發(fā)展了我國裝配整體式混凝土高層住宅技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，主參編了 20 多部現(xiàn)行國家和地方規(guī)程、 圖

5、集和工法。發(fā)表學(xué)術(shù)論著 100 多篇，其中 SCI/EI收錄論文 40 多篇。授權(quán)了國家技術(shù)專利和軟件著作權(quán)100 項，其中發(fā)明專利30 多項。建成了多條自動化流水生產(chǎn)線（年產(chǎn)能超過一百萬立方米）。本項目成果已直接應(yīng)用于 100 多項高層住宅工程，總建筑面積超過 1000 萬平米，新增銷售額超過 200 億元。項目完成單位牽頭建設(shè)了國家土建結(jié)構(gòu)預(yù)制裝配化工程技術(shù)研究中心和住建部新型建筑工業(yè)化集成建造工程技術(shù)研究中心， 獲批多個國家住宅產(chǎn)業(yè)化示范基地，為我國建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展提供了重要的技術(shù)支撐。【客觀評價】(1) 會議驗收、評審意見a) 上海市科委重大項目“上海市住宅產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究與示范應(yīng)

6、用（ 10dz0583700） ”、住建部科研項目 “全裝配式混凝土框架受力性能與設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù)（ 2011-K2-21）”和國家 “十二五 ”科技支撐計劃課題 “住宅建筑工業(yè)化生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化研究（ 2010BAK69B28 ）”等的驗收、鑒定專家組意見 ：項目組在住宅產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)與示范應(yīng)用方面取得了一系列原創(chuàng)性成果， 總體上達到國際先進水平， 其中新型裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)體系和新型 FRP 連接件的研發(fā) 成果達到國際領(lǐng)先水平 。b) 北京市住建委 “基于 BIM 技術(shù)的預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計研究 ”的驗收專家組意見：該項目自主研發(fā)了三維參數(shù)化預(yù)制構(gòu)件族庫，建立了基于 BIM 進行預(yù)制構(gòu)件

7、深化設(shè)計的工作方法和標(biāo)準(zhǔn)流程，并開展了較大規(guī)模的示范應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟和社會效益，成果總體達到國際先進水平。(2) 權(quán)威機構(gòu)查新咨詢評價中科院上?？萍疾樾伦稍冎行膶Ρ卷椖垦芯砍晒M行了系統(tǒng)的查新與技術(shù)比較，結(jié)果表明：a) 裝配整體式型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力疊合樓板裝配整體式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)、預(yù)制構(gòu)件三向高精度定位系統(tǒng)和預(yù)制構(gòu)件高效防護技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制構(gòu)件產(chǎn)品系列及其可視化設(shè)計軟件以及自動化預(yù)制混凝土構(gòu)件生產(chǎn)流水線在內(nèi)，本項目成果 總體達到國際先進水平 。b) 裝配整體式混凝土框架結(jié)構(gòu)體系、預(yù)制混凝土夾心保溫墻體FRP 連接件、保溫與承載一體化的預(yù)制混凝土夾心保溫剪力墻以及采用不燃型無機保

8、溫砂漿的預(yù)制混凝土夾心保溫墻體等方面的研究成果達到 國際領(lǐng)先水平 。此外，本項目成果還為國家和地方住宅產(chǎn)業(yè)化政策法規(guī)的制定提供了技術(shù)支撐，并為本項目完成單位建設(shè)國家土建結(jié)構(gòu)預(yù)制裝配化工程研究中心以及國家住宅產(chǎn)業(yè)化示范基地提供了重要保障?！就茝V應(yīng)用情況】本項目成果已直接應(yīng)用于 100 多項高層住宅工程，總建筑面積超過 1000 萬平米，新增產(chǎn)值超過 200 億元。其中：上海新里程是我國首個裝配整體式結(jié)構(gòu)住宅小區(qū)；北京長陽半島采用裝配整體式混凝土剪力墻體系， 獲 2014 年土木工程詹天佑住宅小區(qū)金獎；深圳第五寓是國內(nèi)首棟裝配整體式混凝土框架高層住宅； 沈陽春河里是我國首棟全部采用國產(chǎn) FRP 連

9、接件的預(yù)制夾心保溫剪力墻住宅； 上海周康航居住社區(qū)采用了螺栓連接裝配整體式剪力墻體系，獲 2015 年土木工程詹天佑住宅小區(qū)金獎。本項目的研究成果已間接應(yīng)用于北京、上海、江蘇、沈陽、安徽、山東等地的一大批工程中。其中，江蘇中南集團總部宿舍大樓是我國最高的（97.9 米）裝配整體式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，上海佘山21 丘保障房小區(qū)是我國首個采用螺栓連接系統(tǒng)的裝配整體式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)住宅小區(qū)。項目完成單位牽頭建設(shè)了國家土建結(jié)構(gòu)預(yù)制裝配化工程技術(shù)研究中心和住建部新型建筑工業(yè)化集成建造工程技術(shù)研究中心，獲批多個國家住宅產(chǎn)業(yè)化示范基地，示范作用和輻射效應(yīng)顯著，為我國建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展提供了重要的技術(shù)支撐?！?/p>

10、主要知識產(chǎn)權(quán)證明目錄】知識產(chǎn)權(quán)知識產(chǎn)權(quán)國家類別具體名稱（地區(qū)）一種裝配式型發(fā)明專利鋼混凝土組合中國框架結(jié)構(gòu)一種裝配式剪發(fā)明專利力墻及其裝配中國方法發(fā)明專利復(fù)合墻體連接中國件發(fā)明專利一種預(yù)制保溫中國墻體一種結(jié)構(gòu)保溫裝飾一體化大發(fā)明專利型預(yù)制外掛墻中國板及其制作方法一種剪力墻結(jié)發(fā)明專利構(gòu)疊合外墻與中國預(yù)制內(nèi)墻 T 型連接節(jié)點一種整體式保發(fā)明授權(quán)溫墻體的建造中國方法輕質(zhì)、耐火、發(fā)明專利節(jié)能型預(yù)制外中國墻掛板及其施工方法裝配整體式建發(fā)明專利筑物及其施工中國方法開有門窗洞口發(fā)明授權(quán)的預(yù)制復(fù)合墻中國板及其制作方法授權(quán)授權(quán)證書號日期編號ZL2014102016.2075137205.1816889.1ZL2

11、013102016.1894438701.2053268.2ZL2010102011.8514191510.054042.3ZL2009102010.6605049408.189426.5ZL2014102014.2230760012.1295409.2ZL20111002012.1068230110.314975.6ZL2014102016.201033174.639603.2ZL2014102016.1947201302.1082597.0ZL2010102012.9065191602.085207.4ZL2010102011.8425191609.214106.X權(quán)利人發(fā)明人發(fā)明專利有效

12、狀態(tài)同濟大學(xué)薛偉辰；胡有效專利翔上海市建工栗新；徐曄設(shè)計研究院有效專利幀有限公司北京萬科企薛偉辰；秦業(yè)有限公珩；楊佳林；有效專利司；同濟大劉國權(quán)學(xué)同濟大學(xué)薛偉辰；未繳費失楊佳林效的專利郭海山；劉康；楊曉杰；中國建筑股耿嬌；李明；有效專利份有限公司齊虎；范昕；張翠強；王冬艷上海市城市周良；鄭振鵬；周成功；建設(shè)設(shè)計研有效專利徐壯濤；鄭究院仁光上海住總工朱永明；張程材料有限有效專利元疆；覃爽公司楊佳林；董上海建工集建曦；武大偉；陳洪帥；團股份有限有效專利杜曉燕；李公司榮帥；房霆宸秦珩；劉國北京萬科企權(quán)；李建樹；有效專利業(yè)有限公司張景明；周松秦珩；張景北京萬科企明；周松；有效專利業(yè)有限公司劉國權(quán)；李建

13、樹【主要完成人情況】序號姓名職務(wù) /職稱1薛偉辰教授2 郁銀泉 副院長 /教高科技部助理3 郭海山總經(jīng)理 /教高設(shè)計院總工 /4栗新教高5 葉浩文 副總工 /教高6錢稼茹教授7李曉明教高8周良設(shè)計院總工 /教高9王蘊副總裁10胡翔實驗師11高志強副總工12朱永明分公司副總經(jīng)理 /教高13李浩副總工14秦珩區(qū)域總工15楊佳林高工工作單位項目貢獻同濟大學(xué)對創(chuàng)新點 1、2、3、4 有貢獻中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院有對創(chuàng)新點 1、2 有貢獻限公司中國建筑股份有限公司對創(chuàng)新點 3、4 有貢獻上海建工集團股份有限公司對創(chuàng)新點 2、3 有貢獻中國建筑股份有限公司對創(chuàng)新點 3、4 有貢獻清華大學(xué)對創(chuàng)新點 1、2

14、有貢獻中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院有對創(chuàng)新點 2、4 有貢獻限公司上海隧道工程股份有限公司對創(chuàng)新點 2、4 有貢獻萬科企業(yè)股份有限公司對創(chuàng)新點 1、3 有貢獻同濟大學(xué)對創(chuàng)新點 1、2 有貢獻中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院有對創(chuàng)新點 1、2 有貢獻限公司上海隧道工程股份有限公司對創(chuàng)新點 3、4 有貢獻中建一局集團建設(shè)發(fā)展有限對創(chuàng)新點 3、4 有貢獻公司萬科企業(yè)股份有限公司對創(chuàng)新點 1、4 有貢獻上海建工集團股份有限公司對創(chuàng)新點 3、4 有貢獻【主要完成單位及創(chuàng)新推廣貢獻】1、同濟大學(xué)，全面負責(zé)項目實施過程中的組織與協(xié)調(diào)。在本項目的研究成果中，同濟大學(xué)的對主要科技創(chuàng)新1、2、3、4 均做出了貢獻，具體包括：研發(fā)

15、了適用于高層住宅的新型裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)體系；形成了高層住宅裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計理論和方法；參與研發(fā)了高層住宅裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)施工集成技術(shù)；參與研發(fā)了高層住宅預(yù)制混凝土構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化制作集成技術(shù)。2、上海建工集團股份有限公司，對主要科技創(chuàng)新2、3、4 做出了貢獻，具體包括：參與形成了高層住宅裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計理論和方法；研發(fā)了高層住宅裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)施工集成技術(shù)；研發(fā)了高層住宅預(yù)制混凝土構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化制作集成技術(shù)；組織推廣了裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)高層住宅工程應(yīng)用。3、中國建筑股份有限公司，對主要科技創(chuàng)新3、4 做出了貢獻，具體包括：研發(fā)了高層住宅裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)施工集成技術(shù)；研發(fā)

16、了高層住宅預(yù)制混凝土構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化制作集成技術(shù)；完成了大量裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)高層住宅工程應(yīng)用。4、中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院有限公司，對主要科技創(chuàng)新1、2 做出了貢獻，具體包括：參與研發(fā)了適用于高層住宅的新型裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)體系；形成了高層住宅裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計理論和方法；編制了多部國家/行業(yè)規(guī)程和國標(biāo)圖集。5、上海隧道工程股份有限公司，對主要科技創(chuàng)新2、3、4 做出了貢獻，具體包括：參與形成了高層住宅裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計理論和方法；研發(fā)了高層住宅裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)施工集成技術(shù)；研發(fā)了高層住宅預(yù)制混凝土構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化制作集成技術(shù)；組織推廣了裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)高層住宅工程應(yīng)用。6、清華大

17、學(xué)，對主要科技創(chuàng)新1、2 做出了貢獻，具體包括：研發(fā)了適用于高層住宅的新型裝配整體式混凝土剪力墻體系；參與形成了高層住宅裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計理論和方法。7、萬科企業(yè)股份有限公司，對本項目科技創(chuàng)新1、3、4 做出了部分貢獻，具體貢獻包括：參與研發(fā)了適用于高層住宅的新型裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)體系；參與研發(fā)了高層住宅裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)施工集成技術(shù)；參與研發(fā)了高層住宅預(yù)制混凝土構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化制作集成技術(shù)；完成了大量裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)高層住宅工程應(yīng)用。8、中建一局集團建設(shè)發(fā)展有限公司，對主要科技創(chuàng)新3、4 做出了貢獻， 具體包括：研發(fā)了高層住宅裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)施工集成技術(shù)；研發(fā)了高層住宅預(yù)制混凝土

18、構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化制作集成技術(shù)；組織推廣了裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)高層住宅工程應(yīng)用。9、上海建工五建集團有限公司，對主要科技創(chuàng)新3 做出了貢獻，具體包括：研發(fā)了高層住宅裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)施工集成技術(shù)；組織推廣了裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)高層住宅工程應(yīng)用。10、上海城建市政工程（集團）有限公司，對主要科技創(chuàng)新3 做出了貢獻，具體包括：研發(fā)了高層住宅裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)施工集成技術(shù)；組織推廣了裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)高層住宅工程應(yīng)用?！就瓿扇撕献麝P(guān)系說明】自 2000 年以來，同濟大學(xué)聯(lián)合上海建工集團股份有限公司（簡稱上海建工）、中國建筑股份有限公司（簡稱中國建筑）、中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院有限公司（簡稱中國標(biāo)準(zhǔn)院）等單位，通過“產(chǎn)學(xué)研”深入合作，系統(tǒng)地開展了裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)的科技攻關(guān)與技術(shù)創(chuàng)新以及推廣應(yīng)用研究，取得了多項創(chuàng)新性成果，創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟和社會效益。本項目完成單位之間的合作關(guān)系主要體現(xiàn)在：(1) 聯(lián)合編制國家 /行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、圖集。以本項目完成單位為主編單位和主要參編單位編制了國家標(biāo)準(zhǔn)裝配式混凝土建筑技術(shù)規(guī)范 GB/T 51231-2017 和裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)國標(biāo)圖集。(2) 合作開展科技攻關(guān)與技術(shù)創(chuàng)新。 2003 年，同濟大學(xué)即與上海建工、中國建筑等單位合作開展了裝配整體式混凝土框架結(jié)構(gòu)的試驗與理論研究。 20