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(2018年度高等學(xué)校科學(xué)研究優(yōu)秀成果獎(科技進(jìn)步獎)一等獎) 成果簡介： 隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國進(jìn)行了世界上最大規(guī)模的土木工程建設(shè)，其 中鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)在高層、大跨、重載結(jié)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用，發(fā)展鋼一混凝 土組合結(jié)構(gòu)是結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域未來發(fā)展的重要趨勢。但傳統(tǒng)的鋼管混凝土和型鋼混 凝土結(jié)構(gòu)存在節(jié)點復(fù)雜、施工困難、高強鋼材和高強混凝土難以應(yīng)用等問題；除 此之外，傳統(tǒng)的鋼管混凝土構(gòu)件耐火極限偏低，防火成本高，傳統(tǒng)的型鋼混凝土 構(gòu)件存在抗震性能不足等問題；這些長期無法解決的問題阻礙了鋼管混凝土和型 鋼混凝土結(jié)構(gòu)在工程中的進(jìn)一步廣泛應(yīng)用。 針對這些問題，項目組在國家自然科學(xué)基金重點項目和國家重點研發(fā)計劃等 項目的資助下，歷時15年，通過大量模型試驗、理論研究、數(shù)值模擬、設(shè)計理 論與方法研究以及工程實踐，取得了系統(tǒng)的技術(shù)成果，形成了鋼管約束混凝土結(jié) 構(gòu)技術(shù)。項目的主要創(chuàng)新性技術(shù)內(nèi)容如下： 創(chuàng)建了鋼管約束混凝土結(jié)構(gòu)體系，解決了傳統(tǒng)的鋼管混凝土和型鋼混凝土結(jié) 構(gòu)節(jié)點復(fù)雜等系列技術(shù)難題。 建立了鋼管約束混凝土構(gòu)件的靜力與抗震性能分析理論及方法，提出了構(gòu)件 設(shè)計技術(shù)。 建立了鋼管約束混凝土構(gòu)件的受火分析理論與方法，提出了構(gòu)件抗火設(shè)計技 術(shù)。 建立了鋼管約束混凝土結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點的靜力與抗震性能分析理論及方法，提 出了節(jié)點設(shè)計技術(shù)。 建立了高層、復(fù)雜鋼管約束混凝土結(jié)構(gòu)體系的弾塑性有限元高效分析方法，提出了結(jié)構(gòu)體系抗震設(shè)計技術(shù)。

該項目由呂志濤院士和孟少平教授主持，是為實現(xiàn)與國際接軌，為編制和修訂我國的國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》、《無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》和《預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)程》等設(shè)計準(zhǔn)則而開展的，獲國家建設(shè)部和國家自然科學(xué)基金委資助。

成果的背景及主要用途： 在我國鋼產(chǎn)量大、鋼種適于房屋建設(shè)且粘土磚禁用政策出臺的背景下，鋼管 混凝土結(jié)構(gòu)及鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)因其材料輕質(zhì)高強且可回收等優(yōu)勢，成為節(jié)能、環(huán) 保和可持續(xù)發(fā)展的建筑技術(shù)，既是社會發(fā)展和科技進(jìn)步在建筑業(yè)的集中體現(xiàn)，也 是未來建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的趨勢，近年來得到了專家學(xué)者的廣泛關(guān)注和國家政策的大 力支持。但是，矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在我國起步較晚，梁柱節(jié)點存在構(gòu)造、受力 和施工上的不足，解決梁柱節(jié)點問題是推進(jìn)建筑可持續(xù)發(fā)展的迫切需要。十多年 來，本課題組圍繞矩形鋼管混凝土梁柱節(jié)點，先后開展了計算理論、節(jié)點構(gòu)造、 新型節(jié)點等關(guān)鍵技術(shù)的系列研究，并通過工程應(yīng)用，形成了成套的矩形鋼管混凝 土梁柱節(jié)點技術(shù)，為矩形鋼管混凝土和住宅鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用提供了重要科學(xué)依據(jù)和關(guān)鍵技術(shù)支撐。 技術(shù)原理與工藝流程簡介： 1、倒角型隔板貫通節(jié)點技術(shù)：提出了圓弧倒角型和倒角放坡型隔板貫通式 節(jié)點形式，減輕了梁翼緣與隔板連接處的應(yīng)力集中，避免節(jié)點發(fā)生脆性破壞。研 究了倒角型隔板貫通節(jié)點的靜動力性能，確定了節(jié)點的應(yīng)力分布規(guī)律、破壞機理 和滯回性能，推導(dǎo)了節(jié)點拉伸承載力計算公式。 2、長挑出隔板貫通節(jié)點技術(shù)：提出了長挑出隔板貫通節(jié)點，使塑性鉸外移， 提高節(jié)點域抗震性能。研發(fā)了新型柱端加載裝置，解決了現(xiàn)有加載裝置難以準(zhǔn)確 模擬節(jié)點受力狀態(tài)的技術(shù)難題，發(fā)現(xiàn)該節(jié)點抗震性能良好，并得到了混凝土強度 等級、內(nèi)隔板厚度及加強板長度等參數(shù)對節(jié)點性能的影響規(guī)律。 3、全螺栓隔板貫通節(jié)點技術(shù)：提出了全螺栓隔板貫通節(jié)點和下栓上焊隔板 貫通節(jié)點，克服了焊接質(zhì)量難以保證的技術(shù)難題，實現(xiàn)了節(jié)點技術(shù)的突破，解決 了一般節(jié)點制作安裝周期長、人工費用高等技術(shù)問題，并獲得國家發(fā)明專利。 技術(shù)水平及專利與獲獎情況： 該項科研成果獲得發(fā)明專利 3 項，達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測： 本項目所涉及的研究內(nèi)容解決了傳統(tǒng)矩形鋼管混凝土梁柱節(jié)點存在的應(yīng)力 集中、脆性破壞和構(gòu)造尺寸偏大等問題，并提出了理論計算方法，為鋼管混凝土 梁柱節(jié)點后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)和寶貴的實踐經(jīng)驗。多項新的節(jié)點技術(shù)在國內(nèi)甚至 在國際上都是領(lǐng)先的，有著很廣闊的應(yīng)用前景。例如，全螺栓隔板貫通節(jié)點的連 接全部采用高強螺栓，避免了現(xiàn)場焊接，施工方便，承載力高，同時實現(xiàn)了塑性 鉸外移，保證了結(jié)構(gòu)的安全。 應(yīng)用領(lǐng)域： 該科研成果已經(jīng)成功應(yīng)用于多項矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)工程，應(yīng)用可推廣程度 很高，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 

本發(fā)明涉及一種橋梁拱上填料用泡沫混凝土，所述泡沫混凝土由以下質(zhì)量份組成，ＰⅡ５２．５或４２．５水泥５００?６００份，鋰渣６０?２４０份，水２５０?３００份，發(fā)泡劑２?４份，減水劑３?４份，耐堿玻璃纖維１０?３０份，乳液防水劑２?５份，苯丙乳膠粉１２?１００份，增稠劑１?３份。待泡沫混凝土澆筑２８ｄ后，在泡沫混凝土混凝土表面浸漬硅烷雜化有機硅防水涂料。本發(fā)明涉及的橋梁拱上填料用泡沫混凝土與普通泡沫混凝土相比沉降率低、吸水率低、耐久性更好，同時采用鋰渣作為填料，解決了廢棄鋰渣的污染問題。

大跨徑橋梁需采用輕質(zhì)高強的鋼橋，然而鋼橋橋面疲勞開裂和鋪裝層頻繁破損每年給國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟(jì)損失和不良的社會影響，如武漢三橋“10年24修”等，屬世界性難題。針對這一問題，邵旭東教授成功研發(fā)了專用于鋼橋面的超高韌性混凝土（STC）材料，攻克了收縮、開裂、疲勞、薄層組合等一系列難題。鋼—STC輕型組合橋面能將橋面局部剛度提高40倍以上，延長鋼橋面抗疲勞壽命超3倍；鋼橋面鋪裝的難題不復(fù)存在。鋼—STC輕型組合橋面的使用壽命達(dá)100年，遠(yuǎn)超常規(guī)鋼橋面鋪裝5~10年的壽命，初始成本略高，全壽命成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)鋪裝。該成果適用于各類新建或改建鋼橋橋面。目前在國內(nèi)橋梁界影響巨大，受到權(quán)威橋梁專家的高度評價，獲得7項發(fā)明專利，頒布了相關(guān)地方標(biāo)準(zhǔn)，包括洞庭湖二大橋等20余座大型鋼橋已采用此橋面方案。

本實用新型公開了一種預(yù)制裝配式混凝土抗震節(jié)點，包括預(yù)制的混凝土柱、預(yù)制的混凝土梁、上部連接鋼板、下部連接鋼板、橫向螺栓、豎向鋼墊板、豎向螺栓、鋼制十字抗剪件，橫向螺栓和豎向螺栓均為施加了預(yù)應(yīng)力的螺栓，預(yù)制的混凝土柱帶有牛腿，混凝土柱遠(yuǎn)離混凝土梁的一端上設(shè)有兩個矩形凹槽，矩形凹槽與豎向鋼墊板相適配，矩形凹槽內(nèi)分別設(shè)有橫向螺栓孔一橫向貫穿混凝土柱，預(yù)制的混凝土梁截面為T型，混凝土梁的端頭處留有與橫向螺栓孔一相適配的橫向螺栓孔二，混凝土梁靠近端頭處豎直設(shè)有豎向螺栓孔一。該預(yù)制裝配式混凝土抗震節(jié)點拼裝簡單、

本實用新型具體涉及一種鋼混凝土裝配式連接節(jié)點，包括預(yù)制立柱、預(yù)制梁，所述預(yù)制梁的一端通過高強度螺栓固定在預(yù)制立柱一側(cè)，所述預(yù)制立柱上設(shè)置有三角楔形牛腿，所述預(yù)制梁與三角楔形牛腿之間設(shè)置有T型連接板、L型連接板，所述T型連接板的上端預(yù)制在預(yù)制梁中，所述L型連接板通過鎖緊螺絲對稱固定在三角楔形牛腿上，所述T型連接板的下端插入對稱的兩個L型連接板之間；L型連接板的下端設(shè)置的第一螺栓孔，與L型連接板上設(shè)置的第二螺栓孔間采用固定螺栓連接，T型連接板與L型連接板之間現(xiàn)灌注水泥基灌漿料和澆注高延性混

模塊化全裝配預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)住宅體系將單一住戶作為一個預(yù)制單元，各預(yù)制單元 通過橫向拼接形成一個住宅樓層。其中單個預(yù)制單元包括其墻體及上部樓板，拼接部位 預(yù)制墻體設(shè)置單片鋼筋網(wǎng)，墻體厚度取標(biāo)準(zhǔn)厚度的 1/2。相鄰半墻以及墻體開洞部位上 方半梁采用分布螺栓實現(xiàn)橫向拼接，懸挑半梁的橫向拼接及縱向連接同樣采用螺栓連接 方式。各住宅樓層通過單元墻體及拼接墻體底部設(shè)置連接件，實現(xiàn)樓層間的豎向連接， 最終形成一棟住宅建筑。本成果涉及兩項發(fā)明專利“一種全裝配式預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)的連 接 系 統(tǒng) ” （ 201210052417.3 ） 和 “ 單 元 式 全 裝 配 預(yù) 制 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 住 宅 體 系 ” （201210052419.2）。