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浙江省科學技術進步獎公示
  發布日期:2017-03-27    瀏覽次數:381次     字體大小:【大】【中】【小】

浙江省科學技術進步獎公示內容


一、項目名稱


方鋼管(混凝土)柱-鋼梁節點與框排架結構關鍵技術和材料模型


二、項目簡介(限1000字)

方鋼管(混凝土)柱-鋼梁框排架結構具有強度高、自重輕、施工周期短、可重復利用、對生態環境影響小等優點,是住建部重點推薦應用的低碳環保、節能型綠色建筑,在多、高層建筑中有著廣闊的應用前景。

在國家自然科學基金、浙江省公益性技術應用研究計劃、浙江省自然科學基金、寧波市自然科學基金等科研項目資助下,寧波大學聯合西安建筑科技大學等單位就“方鋼管(混凝土)柱-鋼梁節點與框排架結構關鍵技術和材料模型”深入、系統地開展了以下科學研究和技術攻關:

①從數學源頭推導出了結構鋼二次曲面通用斷裂模型和屈服模型、輕骨料混凝土二次函數型通用破壞面模型;②對方鋼管(混凝土)柱-鋼梁節點進行了強震災變機理分析、斷裂和屈服演化規律分析、有限元參數研究和試驗,研制了梁圓孔削弱節點、梁翼緣對接焊縫圓弧擴大頭和長槽孔削弱節點、圓弧擴大頭隔板貫通節點、(雙)折線加強隔板貫通節點等延性節點構造;③建立了考慮鋼桁架、混凝土主壓斜桿和約束壓桿綜合作用的方鋼管混凝土異形柱-鋼梁節點域剪切斜壓破壞力學模型,推導了節點域柱腹板抗剪承載力計算式和核心區混凝土主斜壓桿的承載力計算式;④建立了方鋼管柱-鋼梁異型節點域的受剪計算模型,推導了壓彎情況下節點域斜截面抗剪承載力計算式和考慮柱軸力的方鋼管柱-鋼梁異型節點域水平截面抗剪強度標準值計算式;⑤對方鋼管柱-鋼梁框排架結構進行了擬動力和擬靜力試驗、彈性和彈塑性時程分析、靜力彈塑性分析,揭示了其破壞形態、破壞機制、薄弱部位、塑性鉸的出現和發展規律、框架與排架協同工作原理,提出了方鋼管柱-鋼梁框排架結構的抗震性能和性能目標、對應不同性能水平的層間位移角限值、基于位移的抗震設計理論和具體的設計步驟。

提出的結構鋼二次曲面通用斷裂模型和屈服模型、輕骨料混凝土二次函數型通用破壞面模型、方鋼管(混凝土)柱-鋼梁延性節點構造和承載力計算式、框排架結構基于位移的抗震設計理論,為方鋼管(混凝土)柱-鋼梁節點與框排架結構的抗震設計及工程應用提供了量化公式和理論支撐。研究成果應用于寧波永佳汽車零部件有限公司7#廠房、中電國際清河灘農業光伏項目升壓站35kv配電裝置樓、河南財信大廈辦公樓、鄭州市衛輝領秀城物美超市工程、南寧市鳳嶺兒童公園微觀科普園、廣西貴港市馬草江公園大門等實際工程中。

項目發表SCI收錄論文2篇,EI收錄論文22篇,出版專著1本,獲實用新型專利4項,培養3名博士生,19名碩士生。


三、第三方評價(限1200字)

方鋼管(混凝土)柱-鋼梁框排架結構具有強度高、自重輕、施工周期短、可重復利用、對生態環境影響小等優點,是住建部重點推薦應用的低碳環保、節能型綠色建筑,在多、高層建筑和橋梁結構中有著廣泛的應用前景。

在國家自然科學基金等科研項目資助下,寧波大學聯合西安建筑科技大學等單位圍繞“方鋼管(混凝土)柱-鋼梁節點與框排架結構關鍵技術和材料模型”開展了深入、系統的科學研究和技術攻關,取得了多項重大創新和技術突破,提出了結構鋼二次曲面通用斷裂模型和屈服模型、輕骨料混凝土二次函數型通用破壞面模型、方鋼管(混凝土)柱-鋼梁延性節點構造和承載力計算式、方鋼管柱-鋼梁框排架結構基于位移的抗震設計理論。項目研究成果已應用于寧波永佳汽車零部件有限公司7#廠房、嘉興市木心藝術館、中電國際清河灘農業光伏項目升壓站35kv配電裝置樓、河南財信大廈辦公樓、鄭州市衛輝領秀城物美超市工程、南寧市鳳嶺兒童公園微觀科普園、廣西貴港市馬草江公園大門工程等實際建筑工程中。工程應用實踐表明,本項目研究成果為方鋼管(混凝土)柱-鋼梁節點與框排架結構的抗震、抗斷設計及工程應用提供了理論支撐和技術保障,很好地解決了工程技術難題,加快了工程進度,具有很好的推廣和示范作用。

項目發表SCI收錄論文2篇,EI收錄論文22篇,出版專著1本,獲專利4項,培養3名博士生,19名碩士生。

項目研究成果豐富,應用前景廣闊,社會經濟效益顯著,促進了建筑業的科技進步。


四、主要完成人情況

排名 姓名 行政職務 技術職稱 現從事專業 工作單位 二級單位 完成單位 對本項目主要科學發現/技術創作性貢獻(限300字)

1 王萬禎 無 教授 結構工程 寧波大學 建筑工程與環境學院 寧波大學 對本項目創新點1、2、4、5做出了創造性貢獻,對方鋼管(混凝土)柱-鋼梁節點進行了強震災變機理分析、斷裂和屈服演化規律分析、有限元參數研究和試驗研究,研制了梁圓孔削弱節點、梁翼緣對接焊縫圓弧擴大頭和長槽孔削弱節點、圓弧擴大頭隔板貫通節點、(雙)折線加強隔板貫通節點等延性節點構造;提出了結構鋼二次曲面通用斷裂模型和屈服模型、輕骨料混凝土二次函數型通用破壞面模型。是論文[1,3,6~9]的第一(通訊)作者。在該項目研究工作中投入的工作量占本人工作量的90%。

2 薛建陽 副處長 教授 結構工程 西安建筑科技大學 土木工程學院 西安建筑科技大學 對本項目創新點1、2、3做出了創造性貢獻,提出了方鋼管混凝土異形柱-鋼梁節點域受剪計算模型、抗剪承載力計算式和核心區混凝土主斜壓桿的承載力計算式;壓彎情況下方鋼管柱-鋼梁異型節點域受剪計算模型、斜截面和水平截面抗剪承載力計算式;方鋼管柱-鋼梁框排架結構基于位移的抗震設計理論。是論著[2,4~5]的第一作者(通訊作者)、論文[10]的通訊作者,在該項目研究工作中投入的工作量占本人工作量的70%。

3 劉祖強 無 副教授 結構工程 西安建筑科技大學 土木工程學院 西安建筑科技大學 對本項目創新點4、5做出了重要貢獻,對方鋼管柱-鋼梁節點及框排架結構進行了擬動力和擬靜力試驗、彈性和彈塑性時程分析、靜力彈塑性分析,提出了方鋼管柱-鋼梁框排架結構的抗震性能和性能目標、對應不同性能水平的層間位移角限值。是論文[4]的第三作者、論著[5]的第二作者,在該項目研究工作中投入的工作量占本人工作量的50%。

4 童科挺 無 工程師 結構工程 寧波大學 校園規劃與建設處 寧波大學 對本項目創新點2做出了重要貢獻,對隔板貫通方鋼管柱-箱型梁與H型鋼梁延性節點進行了循環加載試驗、破壞機理分析、斷裂和屈服演化規律分析,研制了折線加強隔板貫通方鋼管柱-箱型梁與H型鋼梁延性節點構造。是論文[6]的第二作者、論文[7]的第三作者,在該項目研究工作中投入的工作量占本人工作量的50%。

5 黃友錢 無 工程師 結構工程 嘉興市住房保障局 質量安全監督科 寧波大學 對本項目創新點2做出了重要貢獻,對方鋼管邊柱-H型鋼梁節點進行了循環加載試驗、破壞機理分析、斷裂和屈服演化規律分析,研制了梁翼緣對接焊縫圓弧擴大頭和長槽孔削弱延性節點構造。是論文[8]的第三作者,在該項目研究工作中投入的工作量占本人工作量的50%。

6 楊保證 無 工程師 結構工程 鄭州市建筑設計院 設計四所 鄭州市建筑設計院 對本項目創新點1做出了重要貢獻,對方鋼管混凝土邊柱-H型鋼梁節點進行了循環加載試驗、破壞機理分析、斷裂和屈服演化規律分析,研制了梁翼緣圓孔削弱延性節點構造。是論文[1]的第三作者,在該項目研究工作中投入的工作量占本人工作量的50%。

7 胡宗波 無 講師 結構工程 西安建筑科技大學 土木工程學院 西安建筑科技大學 對本項目創新點2做出了重要貢獻,對方鋼管柱-鋼梁異型節點進行了循環加載試驗,建立了方鋼管柱-鋼梁異型節點域受剪計算模型。是論文[4]的第二作者,在該項目研究工作中投入的工作量占本人工作量的50%。

8 彭修寧 無 教授 結構工程 廣西大學 土木工程學院 西安建筑科技大學 對本項目創新點2、3做出了重要貢獻,對方鋼管柱-鋼梁異型節點進行了循環加載試驗,建立了方鋼管柱-鋼梁異型節點域受剪計算模型;對方鋼管柱-鋼梁框排架結構進行了擬動力和擬靜力試驗、彈性和彈塑性時程分析、靜力彈塑性分析。是論文[4]的第三作者、論著[5]的第四作者,在該項目研究工作中投入的工作量占本人工作量的50%。

9 陳飛益 無 工程師 結構工程 寧波大學 建筑設計研究院 寧波大學 對本項目創新點2做出了部分貢獻,對方鋼管邊柱-H型鋼梁節點進行了循環加載試驗、破壞機理分析、斷裂和屈服演化規律分析,研制了梁翼緣對接焊縫圓弧擴大頭和長槽孔削弱延性節點構造。是論文[8]的第二作者,在該項目研究工作中投入的工作量占本人工作量的40%。

10 王偉燾 無 工程師 結構工程 寧波市鄞州區建設工程管理處

建設工程管理處 寧波大學 對本項目創新點2做出了部分貢獻,對隔板貫通方鋼管柱-H型鋼梁異型節點進行了循環加載試驗、破壞機理分析、斷裂和屈服演化規律分析,研制了圓弧擴大頭隔板貫通方鋼管柱-箱型梁與H型鋼梁延性節點構造。是論文[7]的第二作者,在該項目研究工作中投入的工作量占本人工作量的40%。

11 泮威風 無 高級工程師 結構工程 寧波大學 建筑設計研究院 寧波大學 對本項目創新點2做出了部分貢獻,對隔板貫通方鋼管柱-箱型梁與H型鋼梁延性節點進行了破壞機理分析、斷裂和屈服演化規律分析,研制了折線加強隔板貫通方鋼管柱-箱型梁與H型鋼梁延性節點構造。是論文[6]的第三作者,在該項目研究工作中投入的工作量占本人工作量的40%。


五、主要完成單位情況

排名 單位名稱 對本項目主要科學發現支撐作用(限300字)

1 寧波大學 對本項目創新點1、2、4、5做出了創造性貢獻,提出了結構鋼二次曲面通用斷裂模型和屈服模型、輕骨料混凝土二次函數型通用破壞面模型;對方鋼管(混凝土)柱-鋼梁節點進行了強震災變機理分析、斷裂和屈服演化規律分析、有限元參數研究和試驗研究,研制了梁圓孔削弱節點、梁翼緣對接焊縫圓弧擴大頭和長槽孔削弱節點、圓弧擴大頭隔板貫通節點、(雙)折線加強隔板貫通節點等延性節點構造。論文[1,3,6~9]的第一完成單位。

2 西安建筑科技大學 對本項目創新點1、2、3做出了創造性貢獻,提出了方鋼管混凝土異形柱-鋼梁節點域剪切斜壓破壞力學模型及抗剪承載力計算式和核心區混凝土主斜壓桿承載力計算式、方鋼管柱-鋼梁異型節點域受剪計算模型及斜截面和水平截面抗剪承載力計算式;對方鋼管柱-鋼梁框排架結構進行了擬動力和擬靜力試驗、彈性和彈塑性時程分析、靜力彈塑性分析,提出了方鋼管柱-鋼梁框排架結構的抗震性能目標、對應不同性能水平的層間位移角限值和基于位移的抗震設計理論。論文[2,4~5]的第一完成單位、論文[10]的第二(通訊)完成單位。

3 鄭州市建筑設計院 對本項目創新點1做出了重要貢獻,對方鋼管混凝土邊柱-H型鋼梁節點進行了循環加載試驗、破壞機理分析、斷裂和屈服演化規律分析,研制了梁翼緣圓孔削弱延性節點構造。論文[1]的第三完成單位。


六、推薦意見(限150字)

項目提出了方鋼管(混凝土)柱-鋼梁延性節點構造、計算模型、承載力計算式、結構鋼二次曲面通用斷裂模型和屈服模型、輕骨料混凝土二次函數型通用破壞面模型、框排架結構基于位移的抗震設計理論等創新性成果。項目研究成果豐碩,在實際工程中得到應用,社會經濟效益顯著。同意該項目申報2017年浙江省科技進步二等獎。


七、完成人合作關系說明

完成人涉及不同的完成單位時,應提交完成人合作關系說明,簡要敘述完成人在項目中的合作經歷,包括合作時間、方式、產出及佐證材料等,由第一完成人、聲明對上述內容真實性負責并簽字。


基于共同的科研興趣,薛建陽教授以第三申請人參加了王萬禎教授主持完成的國家自然科學基金《結構鋼在應力三軸空間的宏觀韌-脆斷機理及梁柱連接抗斷設防》(50808098)、寧波市科學技術獎三等獎《方鋼管(混凝土)柱-鋼梁節點與框排架結構關鍵技術和材料強度模型》(網址:http://www.nbsti.gov.cn/cat/cat12/con_12_48520.html)的合作研究;王萬禎教授以第五申請人參加了薛建陽教授主持完成的國家自然科學基金《強震作用下型鋼混凝土異形柱框架結構體系性能及設計方法研究》(50978217)和中建股份有限公司科技研發課題(CECSC-2009-Z-31)的合作研究。在上述合作完成的科研項目中,王萬禎教授及其團隊負責結構鋼斷裂模型、輕骨料混凝土破壞面模型、方鋼管(混凝土)柱-鋼梁節點破壞機理和延性節點構造等科技內容研發,薛建陽教授及其團隊負責方鋼管(混凝土)柱-鋼梁異型節點抗剪承載力計算和方鋼管柱-鋼梁框排架結構基于位移的抗震設計理論等科研內容。

本次申報的浙江省科學技術獎項目“方鋼管(混凝土)柱-鋼梁節點與框排架結構關鍵技術和材料模型”中,各位完成人對本項目的技術貢獻和合作關系說明如下:

1、第一完成單位寧波大學為本項目技術創新的主要貢獻單位,共有王萬禎、童科挺、黃友錢、陳飛益、王偉燾、泮威風6位完成人,王萬禎為寧波大學建筑工程與環境學院教師,童科挺、黃友錢和王偉燾分別在寧波大學校園規劃與建設處、嘉興市住房保障局質量監督科、鄞州區住房和城鄉建設局建筑工程管理處工作,陳飛益和泮威風在寧波大學建筑設計研究院工作,童科挺、黃友錢、陳飛益和王偉燾均為王萬禎教授指導畢業的碩士。對本項目創新點1、2、4、5做出了創造性貢獻,提出了結構鋼二次曲面通用斷裂模型和屈服模型、輕骨料混凝土二次函數型通用破壞面模型;對方鋼管(混凝土)柱-鋼梁節點進行了強震災變機理分析、斷裂和屈服演化規律分析、有限元參數研究和試驗研究,研制了梁圓孔削弱節點、梁翼緣對接焊縫圓弧擴大頭和長槽孔削弱節點、圓弧擴大頭隔板貫通節點、(雙)折線加強隔板貫通節點等延性節點構造。論文[1,3,6~9]的第一完成單位。

2、西安建筑科技大學為本項目的第二完成單位,共有薛建陽、劉祖強、胡宗波、彭修寧4位完成人,薛建陽、劉祖強為西安建筑科技大學土木工程學院教師,彭修寧為廣西大學建筑工程學院教師,劉祖強和胡宗波分別為薛建陽教授指導畢業的博士和在讀博士生。對本項目創新點1、2、3做出了創造性貢獻,提出了方鋼管混凝土異形柱-鋼梁節點域剪切斜壓破壞力學模型及抗剪承載力計算式和核心區混凝土主斜壓桿承載力計算式、方鋼管柱-鋼梁異型節點域受剪計算模型及斜截面和水平截面抗剪承載力計算式;對方鋼管柱-鋼梁框排架結構進行了擬動力和擬靜力試驗、彈性和彈塑性時程分析、靜力彈塑性分析,提出了方鋼管柱-鋼梁框排架結構的抗震性能目標、對應不同性能水平的層間位移角限值和基于位移的抗震設計理論。論文[2,4~5]的第一完成單位、論文[10]的第二(通訊)完成單位。

3、鄭州市建筑設計院是本項目的第三完成單位,共有楊保證1位完成人,為鄭州市建筑設計院設計四所的工程師,是王萬禎教授指導畢業的碩士,楊保證和王萬禎教授的科研合作見論文[1]。對本項目創新點1做出了重要貢獻,對方鋼管混凝土邊柱-H型鋼梁節點進行了循環加載試驗、破壞機理分析、斷裂和屈服演化規律分析,研制了梁翼緣圓孔削弱延性節點構造。論文[1]的第三完成單位。


科研合作證明信

   

 

八、直接經濟效益、推廣應用情況和社會效益

1.完成單位近三年直接經濟效益(單位:萬元)

單位名稱 2014年 2015年 2016年

 銷售收入 稅收 利潤 銷售收入 稅收 利潤 銷售收入 稅收 利潤

         

         

         

         

         

         

         

         

合  計         

 



2. 非完成單位應用本項目技術情況

應用單位名稱 起止

時間 單位聯系人電話 推廣應用量(情況) 銷售收入(萬元) 稅收(萬元)

   2014年 2015年 2016年 2014年 2015年 2016年 2014年 2015年 2016年

浙江舜興建設有限公司 2013年7月~2014年11月 劉濤,18857497337 寧波市永佳汽車零部件有限公司7#廠房        

浙江省巨匠建設集團股份有限公司 2012年10月~2014年6月 孫韶江,15728046733 嘉興市木心藝術館        

中國能源建設集團遼寧電力勘察設計院有限公司新能源工程分公司 2014年11月~2016年8月 程鵬,13889802645 中電國際清河灘農業光伏項目升壓站35kv配電裝置樓 中電國際清河灘農業光伏項目升壓站35kv配電裝置樓 中電國際清河灘農業光伏項目升壓站35kv配電裝置樓      

杭州建工集團有限責任公司河南分公司 2014年11月~2016年12月 邵勝利,13838187574 河南省鄭州市財信大廈辦公樓 河南省鄭州市財信大廈辦公樓 河南省鄭州市財信大廈辦公樓      

杭州建工集團有限責任公司河南分公司 2014年8月~2015年11月 邵勝利,13838187574 鄭州市衛輝領秀城物美超市工程 鄭州市衛輝領秀城物美超市工程       

廣西南都建筑設計有限公司 2012年3月~2014年4月 許安邦,13878888706 南寧市鳳嶺兒童公園微觀科普園        

深圳市深港建筑集團有限公司南寧分公司 2012年1月~2013年2月 郭金池,13132906501 廣西省貴港市馬草江公園大門(2013年)        

合  計:   

 


3.社會效益和間接經濟效益(限600字)


項目推導出了結構鋼二次曲面通用斷裂模型和屈服模型、輕骨料混凝土二次函數型通用破壞面模型;對方鋼管(混凝土)柱-鋼梁節點進行了強震災變機理分析、斷裂和屈服演化規律分析、有限元參數研究和試驗,研制了梁圓孔削弱節點、梁翼緣對接焊縫圓弧擴大頭和長槽孔削弱節點、圓弧擴大頭隔板貫通節點、(雙)折線加強隔板貫通節點等延性節點構造;提出了方鋼管混凝土異形柱-鋼梁節點域剪切斜壓破壞力學模型和抗剪承載力計算式、方鋼管柱-鋼梁異型節點域受剪計算模型、斜截面和水平截面抗剪承載力計算式;對方鋼管柱-鋼梁框排架結構進行了擬動力和擬靜力試驗、彈性和彈塑性時程分析、靜力彈塑性分析,提出了方鋼管柱-鋼梁框排架結構基于位移的抗震設計理論。

研究成果應用于寧波永佳汽車零部件有限公司7#廠房、中電國際清河灘農業光伏項目升壓站35kv配電裝置樓、河南財信大廈辦公樓、鄭州市衛輝領秀城物美超市工程、南寧市鳳嶺兒童公園微觀科普園、廣西貴港市馬草江公園大門等實際工程中。項目研究成果為方鋼管(混凝土)柱-鋼梁節點與框排架結構的抗震設計及工程應用提供了理論支撐和技術保障,很好地解決了工程技術難題,加快了工程進度,具有很好的推廣和示范作用。

項目發表SCI收錄論文2篇,EI收錄論文22篇,專著1本,實用新型專利4項,培養3名博士生,19名碩士生。

項目研究成果豐富,應用前景廣闊,社會經濟效益顯著,促進了建筑業的科技進步。


 


 


 


九、知識產權證明目錄(授權發明專利、植物新品種、軟件著作權等)

知識產權類別 知識產權具體名稱 國家

(地區) 授權號 授權日期 權利人 發明人(培育人)

      

      

      

      

      

      

      

      

      

      



 

十、主要論文、專著目錄


所有作者 論文專著名稱/刊名 年卷期

頁碼 發表

時間 SCI他引次數 他引

總次數

Wanzhen Wang(王萬禎),Xudong Qian(錢旭東),Baozheng Yang(楊保證) Fracture in concrete-filled square hollow section to H-section joints under low cyclic reversed loading / Journal of Constructional Steel Research 101(10):363-373. 2014年10月 1 1

薛建陽,陳茜,周鵬,葛鴻鵬,曾凡生 矩形鋼管混凝土異形柱-鋼梁框架節點受剪承載力研究 / 建筑結構學報 33(8):51-57. 2012年8月 0 5

王萬禎 輕骨料混凝土的破壞面模型 / 建筑材料學報 17(1):60-65. 2014年2月 0 0

薛建陽,胡宗波,彭修寧,劉祖強 鋼結構箱形柱與梁異型節點抗剪承載力分析 / 土木工程學報 44(8):9-15. 2011年8月 0 6

薛建陽,劉祖強,梁炯豐,彭修寧 大型火電主廠房鋼框排架結構抗震性能與設計方法 / 科學出版社 專著 2014年10月 0 0

王萬禎,童科挺,泮威風 折線隔板加強的箱形柱-翼緣削弱箱形梁與H型鋼梁節點抗震性能研究 / 建筑結構學報 35(6):64-74. 2014年6月 0 0

王萬禎,王偉燾,童科挺 圓弧擴大頭隔板貫通式箱型柱-H型鋼梁異型節點抗震性能試驗研究 / 土木工程學報 47(10):9-21. 2014年10月 0 0

王萬禎,陳飛益,黃友錢,王新堂 箱型柱-H型鋼梁節點斷裂機理及梁翼緣擴大頭和長槽孔節點研究 / 工程力學

30(6):197-204. 2013年6月 0 5

王萬禎 各向同性鋼材的斷裂模型和屈服模型 / 寧波大學學報(理工版) 26(2):68-72. 2013年6月 0 0

周鵬,薛建陽(通訊作者),陳茜,葛廣全,葛鴻鵬,侯文龍 矩形鋼管混凝土異形柱-鋼梁框架節點抗震性能試驗研究 / 建筑結構學報 33(8):41-50. 2012年8月 0 8

合計 1 25


十一、知情同意報獎證明(插入掃描圖片)

指未列入項目主要完成單位或完成人的代表性論文(專著)作者,知識產權發明人(培育人)、權利人出具的知情同意報獎證明。


    


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