一、基本情况
获奖项目名称:高性能双钢板组合墙板抗极端作用关键技术及应用
主要完成单位:哈尔滨工业大学、中国建筑第二工程局有限公司、黑龙江省建工集团有限责任公司、中国核电工程有限公司、深圳中广核工程设计有限公司、浙江东南网架股份有限公司、哈尔滨建创钢结构有限公司、科顿环境科学股份有限公司
主要完成人:曹正罡、张荣、王永辉、严佳川、李六连、石新波、姚迪、许海涛、范峰、刘培、王志成、周观根、曹殿江、耿彪、史一剑
二、项目背景
高性能构件是土木结构可持续、高质量发展的关键,也是土木工程学科的前沿研究领域。与传统金属构件、混凝土构件相比,高性能双钢板组合墙板在强度、刚度及耐久性方面兼具了二者优良力学性能,并且还具有模块化高效施工的显著优势,在工程领域推广应用具有重大潜力。项目组历时13载,在国家重点研发计划、国家自然科学基金等科研项目资助下,以多高层/超高层建筑、核电安全壳等结构中的组合墙板为研究对象,围绕高性能双钢板组合墙板设计理论、抗极端作用防御技术、工程应用三方面开展系统工作。
三、创新成果
(1)高性能双钢板组合墙板设计方法
研发了基于多种填充材料的双钢板组合墙板,提出了该类墙板的承载力设计方法,解决了传统组合墙板脆性界面滑移与混凝土开裂问题。
图1 高性能双钢板组合墙板极限承载力研究
(2)高性能双钢板组合墙板抗极端作用防御技术
建立了多腔双钢板、钢-泡沫-混凝土多材料组合墙板的抗冲击设计方法;提出了面向墙板体系的爆炸试验及理论分析方法,发展了双钢板-混凝土组合墙板抗爆防御技术。
(3)高性能组合墙板施工关键技术及应用
提出了“车间分块预制、现场整体拼装”的组合墙板模块成型、整体吊装及就位方法,显著提升了组合墙板施工质量和效率(图3)。研发了超大尺寸组合板施工吊装技术,解决了大尺寸薄壁结构吊装过程中的变形控制难题(图4).
图3 SG隔间钢板模块精确就位技术
项目研究成果出版专著1部,发表论文52篇,授权专利28项(含PCT专利2项),省部级工法7项,主参编技术标准4部。成果应用于广东太平岭核电项目、广西防城港核电项目、广东台山EPR核电项目、阳江核电站项目等6项核工程结构,以及新国展二期项目、腾讯广州总部大楼项目、中电建科技创新产业园项目等17项高层/超高层工程结构,推广应用前景广阔。