“消能-承载双功能金属构件及其高性能减震结构”项目公示内容.pdf

项目公示内容 项目名称： 消能-承载双功能金属构件及其高性能减震结构 推荐单位意见： 我单位认真审阅了该项目推荐书及附件材料，确认全部 材料真实有效，相关栏目均符合国家科学技术奖励工作办公 室的填写要求。 该项目在国家自然科学基金、国家和省部级科技计划的 资助下，历时25 年系统研究攻关，创造性地发明了消能-承 载双功能金属构件及其高性能减震结构，解决了消能减震结 构的成本高、地震受损风险大和工程应用难度高的三大技术 瓶颈，并在高层、大跨等各类钢、混凝土或钢-混凝土混合 结构中广泛应用。经专家鉴定，技术成果达到国际领先水平。 项目研究成果获中冶集团技术发明一等奖、上海市科技进步 一等奖、教育部自然科学一等奖、华夏建设科学技术一等奖 和中国专利优秀奖，形成国际专利 3 项和中国发明专利 27 项、9 项实用新型专利、8 项软件著作权，出版专著 7 部， 发表SCI 论文45 篇，EI 论文125 篇，被他人引用5821 次， 被 8 部有关抗震安全的国家或行业标准采纳。 该项目技术成果成功应用于我国200 多项重要新建工程 和 60 多项大型改造与加固工程。主要完成单位和其他单位 应用该项目成果，近三年新增销售额31.71 亿元、新增利润 3.16 亿元。 该项目技术经历了新疆等地震考验，使得我国一跃成为 金属消能减震技术应用最多的国家，提升了我国地震工程的 国际影响力 ，取得了很好的社会与经济效益。 对照国家科学技术进步奖授奖条件，推荐该项目申报 2017 年度国家技术发明奖一等奖。 项目简介： 我国属多地震国家，地震时 90%伤亡由房屋倒塌及其次 生灾害造成。传统抗震技术主要靠增大结构构件强度和尺寸 “硬抗”，既存在安全隐患又不经济。国内外研究发现，采 用消能部件消耗地震输入能量可大大减小建筑地震反应，提 高建筑抗震安全性。但目前国内外消能减震结构尚有如下不 足：一是建筑结构构件消能能力差，需额外设置消能阻尼器， 造成工程建造和维护运营成本提高；二是消能阻尼器承载力 和消能能力较小，难以适应大型工程结构消能减震的需求。 因此，寻求承载力高、刚度大、消能减震能力强且成本较低 的高性能减震结构是国际上最近 20 年极具挑战的一大研究 热点。 本项目在国家自然科学基金、国家级和省部级科技计划 的资助下，历时 25 年系统研究攻关，以关键构件兼具消能 减震和承载功能为突破口，创造性地发明了消能-承载双功 能金属构件及其高性能减震结构，解决了消能减震结构的成 本高、地震受损风险大和工程应用难度高的三大技术瓶颈， 并在高层、大跨等各类钢、混凝土或钢-混凝土混合结构中 广泛应用。 本项目的主要技术发明如下： 1．发明了消能-承载双功能钢支撑、钢板墙、钢连梁等 关键消能构件 基于揭示消能-承载双功能构件工作机理，发明了（1） 基于多种线约束机制和单侧面约束机制的屈曲约束钢支撑， 与国外基于双侧面约束机制同类构件相比，消能能力提高 2 倍以上，为世界领先；（2）基于点-线-面结合的螺栓-骨架- 面板夹层约束机制的屈曲约束钢板墙，在国际上率先实现工 程应用；（3）基于剪力与弯矩并联屈服机制的双阶屈服消能 钢连梁，为国际首创。 2．发明了消能-承载双功能构件与结构的连接节点，构 建了高性能减震结构 发明了消能-承载双功能金属构件与典型建筑结构的连 接节点，基于损伤可控、刚度可调、消能可设定的工作机理， 构建了高性能框-撑、框-墙、框-筒等三类减震结构，实现 了“中震不坏、大震可修、巨震不倒”的更高设防目标。 3．发明了消能-承载双功能构件制造、安装和防震断技 术，突破了工程应用瓶颈 发明了消能-承载双功能金属构件预张拉安装及巨型双 功能构件的分段制造和现场空间拼装技术，有效释放安装阶 段的额外应力，突破了消能构件与主体结构不能同步安装的 技术瓶颈，提高了施工效率；发明了消能构件防震断变形记 录和变位限制装置，起到了减震结构失效预警及损伤控制的 目的。 客观评价： 1．技术成果鉴定 2016 年 12 月，由欧进萍院士任组长的专家组对本项目 技术成果进行了鉴定，认为：本项目发明了消能-承载双功 能金属构件，其承载和消能性能指标优于国内外同类金属减 震构件和产品，发明了高性能金属消能减震构件连接技术， 创建了消能钢支撑-框架、消能钢板墙-框架、消能