鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)抗震及穩(wěn)定性研究取得新進(jìn)展
8月22日，中南大學(xué)與中國建筑股份有限公司、中建五局建設(shè)工程股份公司和湖南省中大建科土木科技有限公司共同完成的“鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)抗震及穩(wěn)定性研究與應(yīng)用”項(xiàng)目順利通過湖南省科學(xué)技術(shù)廳組織召開的科技成果鑒定。鑒定委員會(huì)一致認(rèn)為，該項(xiàng)成果具有重要的學(xué)術(shù)和工程應(yīng)用價(jià)值，總體達(dá)到了國際先進(jìn)水平，其中鋼管混凝土格構(gòu)柱與鋼管混凝土柱-組合梁組合框架結(jié)構(gòu)抗震及穩(wěn)定性分析方法居國際領(lǐng)先水平。
鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)綜合了混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，具有“輕型大跨”、“預(yù)制裝配”、“快速施工”、“抗震穩(wěn)定”等特點(diǎn)，更容易滿足現(xiàn)代結(jié)構(gòu)對功能的需求，在實(shí)際工程中得到了廣泛應(yīng)用。然而，國內(nèi)外許多學(xué)者多年來一直致力于鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的靜力性能和新型結(jié)構(gòu)體系開發(fā)等方面的研究，對鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的抗震性能、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定等關(guān)鍵技術(shù)仍缺乏系統(tǒng)深入的理論分析和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，我國鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)現(xiàn)有規(guī)范規(guī)程的相關(guān)條文中抗震性能和穩(wěn)定性能的內(nèi)容還是空白，不能滿足組合結(jié)構(gòu)快速發(fā)展的需求。
為此，中南大學(xué)土木建筑與工程學(xué)院蔣麗忠教授課題組聯(lián)合中國建筑股份有限公司、中建五局建設(shè)工程股份公司和湖南省中大建科土木科技有限公司，從2000年開始對鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的抗震及穩(wěn)定性能進(jìn)行研究，并先后得到國家自然科學(xué)基金、湖南省杰出青年基金和相關(guān)企業(yè)的持續(xù)資助，并取得了以下創(chuàng)新成果：
1、建立了組合梁正彎矩區(qū)和負(fù)彎矩區(qū)的恢復(fù)力模型，全面分析綜合力比、剪力連接度和橫向配筋率對組合梁延性和恢復(fù)力模型的影響；提出了經(jīng)濟(jì)合理的工字型組合梁和箱型組合梁的整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的計(jì)算理論與設(shè)計(jì)方法以及組合梁負(fù)彎矩區(qū)穩(wěn)定設(shè)計(jì)的修正方法，完善和發(fā)展了簡支與連續(xù)組合梁抗震計(jì)算與設(shè)計(jì)方法。
2、首次開展了鋼管混凝土格構(gòu)柱的抗震性能研究，得到不同參數(shù)對其抗震性能的影響，建立了鋼管混凝土格構(gòu)柱軸壓、偏壓極限穩(wěn)定承載力和局部穩(wěn)定性理論分析方法及其設(shè)計(jì)方法；提出了單肢鋼管混凝土軸壓短柱的彈塑性全過程分析方法、偏壓構(gòu)件的模型柱法、非線性有限元法以及變形實(shí)用計(jì)算公式和組合截面實(shí)用計(jì)算方法。
3、提出了考慮組合效應(yīng)的鋼管混凝土柱-組合梁組合框架恢復(fù)力模型，建立了組合框架結(jié)構(gòu)地震作用下彈塑性時(shí)程分析方法和基于位移與能量性能的組合框架抗震分析方法；建立了考慮組合效應(yīng)的組合框架屈曲荷載計(jì)算方法和計(jì)算長度法，提出了考慮組合效應(yīng)以及半剛性連接的組合框架二階分析方法和簡化塑性穩(wěn)定設(shè)計(jì)方法。
以上研究成果已在全國10多個(gè)城市的18個(gè)實(shí)際工程中得到了推廣應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。同時(shí)，培養(yǎng)了博士研究生3名，碩士研究生21名；發(fā)表科研論文80多篇，其中SCI收錄3篇，EI收錄42篇，ISTP收錄7 篇；主辦全國性學(xué)術(shù)會(huì)議2次。大大提高了我國鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的研究水平，為組合結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用與推廣起到了積極作用。
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