项目一：大型屋盖及围护体系抗风防灾理论、关键技术和工程应用
项目简介：
本项目在大型屋盖风致作用机理、风效应分析理论、设计风荷载确定方法和屋面系统抗风的技术措施、检测评价方法等方面取得了以下创新成果：
（1）提出了大跨屋盖非高斯极值风压分析理论和多模态耦合风振效应分析理论，系统构建了非定常、非高斯特性的屋面风荷载模型，提出了屋盖非高斯风压时程的概率密度表达式、多样本风压极值概率分布模型；提出能够计入多模态参与的耦合效应和结构、风荷载、风向不确定性的基于概率的高效风振计算方法。系统建立了屋面风荷载和结构风效应的分析理论。
（2）提出了屋面围护结构和大跨承重结构抗风设计方法，提出考虑非高斯极值、相关性面积折减、风向效应的围护结构风荷载计算方法，提出了可考虑多模态风振响应的多目标等效静风荷载分析方法。基于提出的理论方法和大规模风洞实验，分析不同结构参数和风荷载参数下的平面、柱面、球面、双坡、鞍型、悬挑等典型屋面围护结构全方向极值风压及大跨主体结构的等效静风设计荷载，给出了可供设计直接使用的计算图表。
（3）提出了改善屋面围护系统抗风承载力的技术措施、评价方法以及检测手段，提出了屋面围护系统的材料选择要求和构造设计原则；研发了改善和提高抗风承载力的金属屋面板板型和抗风揭部品部件，同时很好地满足功能及节能环保要求；提出围护系统抗风揭的实验室测试方法和现场原位测试方法，及屋面系统的安全性评价方法。
项目二、岩石材料裂纹演化机理及非连续数值方法研究
项目简介：
岩石（体）是一种复杂的天然介质，在漫长的地质构造作用过程中，内部孕育了各种规模和尺度的缺陷（如节理、裂隙和断层等），这些缺陷的空间位置与分布规律显著影响其力学响应，进而对断续裂隙岩体工程的稳定与安全产生重要影响。另一方面，在页岩气与煤层气等开采过程中，往往需要人为制造裂缝网络来实现压裂增渗增产。因此，开展岩石裂纹扩展与连接机理的研究，对于预测岩石（体）工程的失稳破坏以及提高油气产量与效率具有重要的理论意义和应用价值。主要取得的科学发现点如下：
（1）在试验研究方面，研发了适用于裂隙岩石的高精度数字量测技术，发现了非连续岩石材料中的裂纹扩展与连接规律，建立了非连续岩石材料应力跌落与裂纹演化规律之间的联系，揭示了岩石材料中的裂纹演化规律，为理论和数值研究裂纹演化规律提供了技术支撑。
（2）在理论研究方面，利用内变量热力学理论和伪力法，揭示了裂隙岩体的损伤局部化机理，建立了岩石（体）损伤局部化分叉模型；基于断裂力学原理，提出了岩石（体）的非线性强度准则，为开展复杂应力状态下裂纹演化过程的数值模拟奠定了理论基础。
（3）在数值方法方面，提出了连续-非连续数值模拟方法，编制了广义粒子动力学多线程高效并行计算程序，成功实现了二维和三维裂纹演化过程的数值模拟，揭示了复杂应力状态下裂纹演化的细观机理，为岩体工程稳定性分析提供了计算平台。
（4）在工程应用方面，实现了锦屏I级水电站深埋地下洞室非连续围岩损伤破坏过程的数值模拟，结合现场监测数据，阐释了地下洞室非连续围岩的破裂发展规律，揭示了深埋地下洞室围岩的损伤失稳机制。
项目三、钢管约束混凝土结构的理论、技术与工程应用
项目简介：
随着国民经济的快速发展，我国进行了世界上最大规模的土木工程建设，其中钢－混凝土组合结构在高层、大跨、重载结构中得到广泛应用，发展钢－混凝土组合结构是结构工程领域未来发展的重要趋势。但传统的钢管混凝土和型钢混凝土结构存在节点复杂、施工困难、高强钢材和高强混凝土难以应用等问题；除此之外，传统的钢管混凝土构件耐火极限偏低，防火成本高，传统的型钢混凝土构件存在抗震性能不足等问题；这些长期无法解决的问题阻碍了钢管混凝土和型钢混凝土结构在工程中的进一步广泛应用。
针对这些问题，项目组在国家自然科学基金重点项目和国家重点研发计划等项目的资助下，历时15年，通过大量模型试验、理论研究、数值模拟、设计理论与方法研究以及工程实践，取得了系统的技术成果，形成了钢管约束混凝土结构技术。项目的主要创新性技术内容如下：
创建了钢管约束混凝土结构体系，解决了传统的钢管混凝土和型钢混凝土结构节点复杂等系列技术难题。
建立了钢管约束混凝土构件的静力与抗震性能分析理论及方法，提出了构件设计技术。
建立了钢管约束混凝土构件的受火分析理论与方法，提出了构件抗火设计技术。
建立了钢管约束混凝土结构梁柱节点的静力与抗震性能分析理论及方法，提出了节点设计技术。
建立了高层、复杂钢管约束混凝土结构体系的弹塑性有限元高效分析方法，提出了结构体系抗震设计技术。
项目四、粗粒土颗粒破碎机理与统一强度及本构理论
项目简介：
我国粗粒土分布广泛，在强震、高应力等复杂应力条件下，高土石坝、高边坡和岛礁工程中，粗粒土易产生颗粒破碎，导致其级配发生改变并伴随能量耗散，从而引起边坡及坝体变形失稳破坏。研究粗粒土在颗粒破碎情况下的本构模型以及评价工程安全稳定是目前粗粒土研究的热点问题。本项目以国家自然科学基金重点项目、国家杰出青年科学基金项目等为依托，历时十余年研究，建立了粗粒土颗粒破碎机理与塑性本构理论。主要取得的科学发现点如下：
（1）针对传统强度理论无法描述粗粒土的颗粒破碎、各向异性、尺寸效应等问题，建立了粗粒土三维统一非线性强度理论。该强度理论能够准确地模拟粗粒土因颗粒破碎所导致的偏平面及子午面上非线性的强度特征；能够合理地反映粗粒土因自重产生的横观各向同性的强度特征；能够准确地模拟粗粒土复杂的各向异性的强度特征；还能够合理地反映粗粒土三维尺寸效应的强度特征。
（2）提出考虑中主应力影响的粗粒土三维边界面本构理论。试验表明，粗粒土剪胀特性与中主应力系数相关，据此提出了考虑中主应力影响的粗粒土三维应力-剪胀方程。针对传统本构模型无法描述中主应力对应力变形影响的问题，建立了考虑中主应力影响的粗粒土三维边界面本构模型。在边界面理论框架下，建立了屈服面与边界面的演化规律，获得了应力变形特征。
（3）提出颗粒破碎影响的状态相关塑性本构理论。试验发现粗粒土颗粒破碎会导致颗粒级配发生变化，细颗粒填充粗颗粒孔隙，进而使得临界状态线发生移动，并伴随能量散耗，因此，提出了考虑颗粒破碎的三维临界状态面及临界状态理论。粗粒土在压缩和剪切作用下，颗粒破碎，并具有状态相关性，因此，提出了考虑颗粒破碎的应力-孔隙耦合状态方程。根据所提出的考虑颗粒破碎三维临界状态面，建立了考虑颗粒破碎影响的状态相关塑性理论。
项目五、风电新能源高性能结构体系
项目简介：
风电能源是一种可再生清洁新能源，加快风电新能源推广应用符合国家能源战略需求。在风电能源开发中，提升塔筒结构和基础结构的性能和经济性是提高风电能源市场竞争力的重要保障。风电新能源新型结构体系研究团队研发了适用于不同轮毂高度的三种新型风电塔筒结构体系：中空夹层钢管混凝土组合塔筒、预应力钢管混凝土格构式塔架、基于斜拉索体系的风电组合塔筒，以及装配式组合基础结构，并揭示了新型风电塔筒结构体系和装配式组合基础结构的破坏机制，建立了精细化设计理论。研发了多机平台浮式基础结构体系和格构式浮式基础组合结构体系，有望在深海、远海风能资源开发中得到应用，突破我国浮式风电场建设零的突破。
项目六、超大面积混凝土地面无缝施工技术
项目简介：
随着我国国家经济的发展，人民生活水平的改善，对建筑物功能的要求正逐步提高。平面尺寸超长、超宽的建筑物迅速涌现，且多用于大型公共建筑、工业厂房、商业中心、机场停机及跑道等工程。鉴于建筑与结构的整体性、使用功能和建设工期的要求，此类建筑的地面（或楼面）大多要求不设伸缩缝和后浇带，或伸缩缝间距超过现行规范要求。超大面积混凝土地面无缝施工技术，是将超大面积混凝土地面按一定尺寸分为若干小块体，相邻块体间隔施工，过短期应力释放，先浇筑混凝土经过收缩变形后，再将地面连接浇筑成一个整体，依靠混凝土抗拉强度抵抗后期浇筑混凝土收缩、温度应力的施工技术。在超大面积混凝土地面施工中，不留设伸缩缝、后浇带，可改善超大面积混凝土地面开裂控制效果。适用于对建筑功能、工期等有特殊要求的，不留设伸缩缝、设后浇带的工业与民用建筑的大面积混凝土地面工程，工程应用前景广泛，效益显著。
版权声明：本文内容由互联网用户自发贡献，该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容， 请发送邮件至 举报，一经查实，本站将立刻删除。