“科学技术奖”一等奖项目
一、基本情况
获奖项目名称:
高性能金属阻尼器设计理论、关键技术及应用
主要完成单位:
同济大学、北京工业大学、中铁十七局集团建筑工程有限公司、中冶建筑研究总院有限公司、上海楹梁建筑科技有限公司、中国矿业大学、上海蓝科建筑减震科技股份有限公司
主要获奖人:
贾良玖、姜子钦、项平、傅彦青、冯青晋、田海、李卫国、常鸿飞、张文莹、张睿、李庆昱、李周明、周大伟、刘韬、杨晓峰
二、项目背景
强震下可恢复功能的减震钢结构体系具有重要的研究和工程应用价值,是提高未来城市防灾减灾能力,建设“韧性城市”的核心与关键。通过采用屈曲约束支撑、金属剪切阻尼器等耗能减震元件来耗散地震输入到结构的能量,可大幅降低主体结构塑性损伤,提升结构防震韧性。现有金属阻尼器普遍存在低周疲劳寿命低(剪切型),预测精度不足,损伤难以评估(屈曲约束支撑),震后难以修复等共性问题。为解决上述瓶颈,本项目通过产学研紧密合作,针对高性能金属阻尼器设计理论及其关键技术进行了十余年的持续攻关,相关技术涉及中、大震下结构钢的超大塑性、剪应力-正应力组合作用以及几何大变形等难题,获得国际专利与认证,核心技术达到国际领先水平。
三、创新成果
1.建立了带加载记忆面的全应变域、全应力空间金属循环塑性本构模型,可有效模拟大应变域阻尼器的循环塑性强化,突破了传统模型无法准确模拟金属阻尼器在正应力和剪应力复合应力状态下力学性能的瓶颈。
2.研发了装配式鱼骨形屈曲约束支撑,突破了传统屈曲约束支撑芯材单点颈缩的限制,实现了芯材多点颈缩、损伤可控和高延性;提出了考虑各部件协同工作机制的装配式屈曲约束支撑设计方法,解决了芯材外伸段易发生弯折破坏的难题。
3.提出了新型支撑式金属剪切阻尼器,实现了刚度、强度解耦及损伤可视;研发了可更换柱脚式金属剪切阻尼器,建立了新型装配式柱脚节点设计方法,提升了柱脚的震后可修复性能。

成果创新思路
四、推广应用
研究成果获授权发明专利12项,出版专著1部,主编/参编标准5部。成果应用于山西省图书馆、西安国际港务区实验(全运村)学校等10余项工程中,取得了显著的社会经济效益。

高性能金属阻尼器及减震设计技术应用于山西省图书馆重点项目,获中国建设工程鲁班奖

西安国际港务区实验(全运村)学校项目为西安市重点工程,
通过高性能金属阻尼器装备的应用,有效提升了结构的抗震性能
