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(2018年度高等學?？茖W研究優秀成果獎(科技進步獎)一等獎) 成果簡介： 隨著國民經濟的快速發展，我國進行了世界上最大規模的土木工程建設，其 中鋼一混凝土組合結構在高層、大跨、重載結構中得到廣泛應用，發展鋼一混凝 土組合結構是結構工程領域未來發展的重要趨勢。但傳統的鋼管混凝土和型鋼混 凝土結構存在節點復雜、施工困難、高強鋼材和高強混凝土難以應用等問題；除 此之外，傳統的鋼管混凝土構件耐火極限偏低，防火成本高，傳統的型鋼混凝土 構件存在抗震性能不足等問題；這些長期無法解決的問題阻礙了鋼管混凝土和型 鋼混凝土結構在工程中的進一步廣泛應用。 針對這些問題，項目組在國家自然科學基金重點項目和國家重點研發計劃等 項目的資助下，歷時15年，通過大量模型試驗、理論研究、數值模擬、設計理 論與方法研究以及工程實踐，取得了系統的技術成果，形成了鋼管約束混凝土結 構技術。項目的主要創新性技術內容如下： 創建了鋼管約束混凝土結構體系，解決了傳統的鋼管混凝土和型鋼混凝土結 構節點復雜等系列技術難題。 建立了鋼管約束混凝土構件的靜力與抗震性能分析理論及方法，提出了構件 設計技術。 建立了鋼管約束混凝土構件的受火分析理論與方法，提出了構件抗火設計技 術。 建立了鋼管約束混凝土結構梁柱節點的靜力與抗震性能分析理論及方法，提 出了節點設計技術。 建立了高層、復雜鋼管約束混凝土結構體系的弾塑性有限元高效分析方法，提出了結構體系抗震設計技術。

該項目由呂志濤院士和孟少平教授主持，是為實現與國際接軌，為編制和修訂我國的國家標準《混凝土結構設計規范》、《無粘結預應力混凝土結構技術規程》和《預應力混凝土結構抗震設計規程》等設計準則而開展的，獲國家建設部和國家自然科學基金委資助。

成果的背景及主要用途： 在我國鋼產量大、鋼種適于房屋建設且粘土磚禁用政策出臺的背景下，鋼管 混凝土結構及鋼結構住宅技術因其材料輕質高強且可回收等優勢，成為節能、環 保和可持續發展的建筑技術，既是社會發展和科技進步在建筑業的集中體現，也 是未來建筑結構發展的趨勢，近年來得到了專家學者的廣泛關注和國家政策的大 力支持。但是，矩形鋼管混凝土結構在我國起步較晚，梁柱節點存在構造、受力 和施工上的不足，解決梁柱節點問題是推進建筑可持續發展的迫切需要。十多年 來，本課題組圍繞矩形鋼管混凝土梁柱節點，先后開展了計算理論、節點構造、 新型節點等關鍵技術的系列研究，并通過工程應用，形成了成套的矩形鋼管混凝 土梁柱節點技術，為矩形鋼管混凝土和住宅鋼結構的應用提供了重要科學依據和關鍵技術支撐。 技術原理與工藝流程簡介： 1、倒角型隔板貫通節點技術：提出了圓弧倒角型和倒角放坡型隔板貫通式 節點形式，減輕了梁翼緣與隔板連接處的應力集中，避免節點發生脆性破壞。研 究了倒角型隔板貫通節點的靜動力性能，確定了節點的應力分布規律、破壞機理 和滯回性能，推導了節點拉伸承載力計算公式。 2、長挑出隔板貫通節點技術：提出了長挑出隔板貫通節點，使塑性鉸外移， 提高節點域抗震性能。研發了新型柱端加載裝置，解決了現有加載裝置難以準確 模擬節點受力狀態的技術難題，發現該節點抗震性能良好，并得到了混凝土強度 等級、內隔板厚度及加強板長度等參數對節點性能的影響規律。 3、全螺栓隔板貫通節點技術：提出了全螺栓隔板貫通節點和下栓上焊隔板 貫通節點，克服了焊接質量難以保證的技術難題，實現了節點技術的突破，解決 了一般節點制作安裝周期長、人工費用高等技術問題，并獲得國家發明專利。 技術水平及專利與獲獎情況： 該項科研成果獲得發明專利 3 項，達到了國際領先水平。 應用前景分析及效益預測： 本項目所涉及的研究內容解決了傳統矩形鋼管混凝土梁柱節點存在的應力 集中、脆性破壞和構造尺寸偏大等問題，并提出了理論計算方法，為鋼管混凝土 梁柱節點后續研究奠定了基礎和寶貴的實踐經驗。多項新的節點技術在國內甚至 在國際上都是領先的，有著很廣闊的應用前景。例如，全螺栓隔板貫通節點的連 接全部采用高強螺栓，避免了現場焊接，施工方便，承載力高，同時實現了塑性 鉸外移，保證了結構的安全。 應用領域： 該科研成果已經成功應用于多項矩形鋼管混凝土結構工程，應用可推廣程度 很高，取得了巨大的經濟效益。 

本發明涉及一種橋梁拱上填料用泡沫混凝土，所述泡沫混凝土由以下質量份組成，ＰⅡ５２．５或４２．５水泥５００?６００份，鋰渣６０?２４０份，水２５０?３００份，發泡劑２?４份，減水劑３?４份，耐堿玻璃纖維１０?３０份，乳液防水劑２?５份，苯丙乳膠粉１２?１００份，增稠劑１?３份。待泡沫混凝土澆筑２８ｄ后，在泡沫混凝土混凝土表面浸漬硅烷雜化有機硅防水涂料。本發明涉及的橋梁拱上填料用泡沫混凝土與普通泡沫混凝土相比沉降率低、吸水率低、耐久性更好，同時采用鋰渣作為填料，解決了廢棄鋰渣的污染問題。

大跨徑橋梁需采用輕質高強的鋼橋，然而鋼橋橋面疲勞開裂和鋪裝層頻繁破損每年給國家帶來巨大的經濟損失和不良的社會影響，如武漢三橋“10年24修”等，屬世界性難題。針對這一問題，邵旭東教授成功研發了專用于鋼橋面的超高韌性混凝土（STC）材料，攻克了收縮、開裂、疲勞、薄層組合等一系列難題。鋼—STC輕型組合橋面能將橋面局部剛度提高40倍以上，延長鋼橋面抗疲勞壽命超3倍；鋼橋面鋪裝的難題不復存在。鋼—STC輕型組合橋面的使用壽命達100年，遠超常規鋼橋面鋪裝5~10年的壽命，初始成本略高，全壽命成本遠低于傳統鋪裝。該成果適用于各類新建或改建鋼橋橋面。目前在國內橋梁界影響巨大，受到權威橋梁專家的高度評價，獲得7項發明專利，頒布了相關地方標準，包括洞庭湖二大橋等20余座大型鋼橋已采用此橋面方案。

本實用新型公開了一種預制裝配式混凝土抗震節點，包括預制的混凝土柱、預制的混凝土梁、上部連接鋼板、下部連接鋼板、橫向螺栓、豎向鋼墊板、豎向螺栓、鋼制十字抗剪件，橫向螺栓和豎向螺栓均為施加了預應力的螺栓，預制的混凝土柱帶有牛腿，混凝土柱遠離混凝土梁的一端上設有兩個矩形凹槽，矩形凹槽與豎向鋼墊板相適配，矩形凹槽內分別設有橫向螺栓孔一橫向貫穿混凝土柱，預制的混凝土梁截面為T型，混凝土梁的端頭處留有與橫向螺栓孔一相適配的橫向螺栓孔二，混凝土梁靠近端頭處豎直設有豎向螺栓孔一。該預制裝配式混凝土抗震節點拼裝簡單、

本實用新型具體涉及一種鋼混凝土裝配式連接節點，包括預制立柱、預制梁，所述預制梁的一端通過高強度螺栓固定在預制立柱一側，所述預制立柱上設置有三角楔形牛腿，所述預制梁與三角楔形牛腿之間設置有T型連接板、L型連接板，所述T型連接板的上端預制在預制梁中，所述L型連接板通過鎖緊螺絲對稱固定在三角楔形牛腿上，所述T型連接板的下端插入對稱的兩個L型連接板之間；L型連接板的下端設置的第一螺栓孔，與L型連接板上設置的第二螺栓孔間采用固定螺栓連接，T型連接板與L型連接板之間現灌注水泥基灌漿料和澆注高延性混

模塊化全裝配預制混凝土結構住宅體系將單一住戶作為一個預制單元，各預制單元 通過橫向拼接形成一個住宅樓層。其中單個預制單元包括其墻體及上部樓板，拼接部位 預制墻體設置單片鋼筋網，墻體厚度取標準厚度的 1/2。相鄰半墻以及墻體開洞部位上 方半梁采用分布螺栓實現橫向拼接，懸挑半梁的橫向拼接及縱向連接同樣采用螺栓連接 方式。各住宅樓層通過單元墻體及拼接墻體底部設置連接件，實現樓層間的豎向連接， 最終形成一棟住宅建筑。本成果涉及兩項發明專利“一種全裝配式預制混凝土結構的連 接 系 統 ” （ 201210052417.3 ） 和 “ 單 元 式 全 裝 配 預 制 混 凝 土 結 構 住 宅 體 系 ” （201210052419.2）。