項目名稱：建筑結(jié)構(gòu)全壽命維護(hù)關(guān)鍵技術(shù)與工程應(yīng)用

項目名稱：建筑結(jié)構(gòu)全壽命維護(hù)關(guān)鍵技術(shù)與工程應(yīng)用主要完成人：顧祥林、呂西林、張偉平、金賢玉、蔣歡軍、歐陽煜、宋曉濱、林峰、田野、陳濤、黃慶華、翁大根、金南國、李翔、吳善能主要完成單位：同濟(jì)大學(xué)、浙江大學(xué)、上海大學(xué)、上海同瑞土木工程技術(shù)有限公司項目簡介：本項目屬于土木建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。歷時17年，在國家基礎(chǔ)研究重大項目、國家自然科學(xué)基金等10多項科研項目資助下，貫穿建筑結(jié)構(gòu)的全壽命，對施工階段時變結(jié)構(gòu)性能分析與控制、使用階段結(jié)構(gòu)性能的檢測評定與提升、地震作用下結(jié)構(gòu)破壞分析與控制、環(huán)境作用下結(jié)構(gòu)性能退化與提升等進(jìn)行了系統(tǒng)研究與工程實踐，形成了建筑結(jié)構(gòu)全壽命維護(hù)理論與關(guān)鍵技術(shù)。主要成果有：1）揭示了混凝土的早期開裂機(jī)理，提出了設(shè)置誘導(dǎo)縫的早期裂縫控制技術(shù)；開發(fā)了混凝土結(jié)構(gòu)裂縫監(jiān)測的線型分布式光纖傳感器，突破了點式傳感器難以監(jiān)測裂縫發(fā)生、發(fā)展的技術(shù)瓶頸；基于混凝土早期時變力學(xué)性能、施工荷載的概率模型和施工工藝，提出了施工階段時變結(jié)構(gòu)受力性能分析方法。2）研發(fā)了既有結(jié)構(gòu)材料/結(jié)構(gòu)性能的現(xiàn)場檢測和試驗技術(shù)；基于損傷結(jié)構(gòu)的剛度退化規(guī)律，提出了具有初始損傷結(jié)構(gòu)的受力性能分析方法；根據(jù)可靠度理論標(biāo)定了既有建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全性計算公式中的分項系數(shù)，提出了基于串聯(lián)子結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系可靠性評定方法；發(fā)展了纖維復(fù)合材料加固損傷混凝土構(gòu)件、砌體構(gòu)件和木構(gòu)件的新技術(shù)。3）發(fā)展了基于離散元的地震作用下結(jié)構(gòu)倒塌反應(yīng)分析方法，實現(xiàn)了“大震是否不倒”的定量分析評價；考慮損傷和構(gòu)件加固引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布，提出基于結(jié)構(gòu)體系的加固設(shè)計新方法，完善了現(xiàn)有加固設(shè)計理論；開發(fā)了新型的建筑結(jié)構(gòu)組合隔震和組合消能減震抗震加固技術(shù)。4）建立了環(huán)境作用的多尺度模型，編制了環(huán)境作用區(qū)劃，以混凝土碳化及其引起的鋼筋銹蝕為主線，建立了鋼筋銹蝕發(fā)生與發(fā)展及銹后混凝土構(gòu)件受力性能退化的預(yù)測模型，發(fā)展了銹蝕構(gòu)件結(jié)構(gòu)性能的修復(fù)加固技術(shù)。出版專著2部，發(fā)表論文150篇，其中，SCI收錄23篇，EI收錄86篇，論文和專著他引1171次。授權(quán)發(fā)明專利2項、實用新型專利9項、軟件著作權(quán)4項，申請發(fā)明專利3項，實用新型專利5項。成果被21部標(biāo)準(zhǔn)采納。國際同行認(rèn)為本項目中的“混凝土裂縫監(jiān)測光纖傳感技術(shù)”是“一種最具吸引力的分布式傳感技術(shù)”，“混凝土早期開裂性能研究方面有重大突破”，“既有結(jié)構(gòu)的維護(hù)技術(shù)客觀、真實、合理”。中國科學(xué)院上?？萍疾樾伦稍冎行膶Ρ卷椖康牟樾陆Y(jié)論為“項目的創(chuàng)新點和關(guān)鍵技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平”。上海市建設(shè)和交通委員會組織的專家鑒定意見認(rèn)為本項目的成果達(dá)到國際先進(jìn)水平。成果的應(yīng)用有效控制了上海光源工程432米超長大體積混凝土墻體的早期裂縫，避免了上海浦東展覽館大跨度懸臂組合樓蓋施工階段負(fù)彎矩區(qū)裂縫的產(chǎn)生。成果還應(yīng)用于5800余幢建筑結(jié)構(gòu)（約2000萬平方米）的檢測評定與加固改造以及震后什邡市公共建筑的快速評定、北川地震遺址保護(hù)、汶川災(zāi)后恢復(fù)與重建，其中包括伊朗國賓館、贊比亞政府宴會廳和議會中心及國內(nèi)優(yōu)秀歷史建筑160余幢（約220萬平方米）。2003-2011年期間累計節(jié)約投資20450萬元，保證了680余億元優(yōu)秀歷史建筑財產(chǎn)的安全使用，為保護(hù)人類資源和文化遺產(chǎn)作出重要貢獻(xiàn)。隨著我國城市建設(shè)由大規(guī)模建設(shè)向新建與改造并舉階段的轉(zhuǎn)變，項目成果的應(yīng)用，將產(chǎn)生更為顯著的社會、經(jīng)濟(jì)效益。3.5開發(fā)了新型的建筑結(jié)構(gòu)組合隔震和組合消能減震抗震加固技術(shù)。成果應(yīng)用于2008年汶川地震中受損建筑及中小學(xué)校舍安全工程的抗震加固。4、創(chuàng)建了環(huán)境作用多尺度模型，編制了環(huán)境作用區(qū)劃，提出了環(huán)境作用下鋼筋混凝土構(gòu)件時變受力性能的預(yù)測方法，發(fā)展了銹蝕構(gòu)件結(jié)構(gòu)性能的修復(fù)加固技術(shù)。4.1對引起混凝土結(jié)構(gòu)性能退化的環(huán)境因素進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)查分析，建立了混凝土結(jié)構(gòu)多尺度環(huán)境作用模型，提出了了混凝土碳化、氯鹽侵蝕和混凝土凍融的環(huán)境作用區(qū)劃。4.2基于混凝土碳化及其引起的鋼筋銹蝕機(jī)理，建立了混凝土中鋼筋銹蝕發(fā)生與發(fā)展的預(yù)測模型。成果應(yīng)用于上海市郵政大樓、舊上海市博物館、外灘保護(hù)建筑群等優(yōu)秀歷史建筑及輸變電工程中鋼筋銹蝕率的檢測和預(yù)測。4.3系統(tǒng)研究了銹蝕鋼筋/預(yù)應(yīng)力筋的受力性能、銹蝕鋼筋與混凝土間的粘結(jié)滑移關(guān)系，揭示了銹蝕鋼筋混凝土梁受彎性能退化機(jī)理，提出其承載力和變形的計算方法以及銹蝕鋼筋混凝土梁疲勞壽命的預(yù)測方法。4.4提出了纖維復(fù)合材料加固銹蝕鋼筋混凝土構(gòu)件的