大型、復雜結構抗風設計關鍵技術研究和應用
成果概況
成果類別: | 應用技術 | 體現形式: | 新技術 | 課題來源: | 部門基金 |
起止時間: | 1997.01 至2014.12 | 研究形式: | 其他 | 所處階段: | 中期階段 |
成果屬性: | 原始性創新 |
成果簡介
國家自然科學基金面上項目7項(59678050,50278073,50678137,51078296,51008240,51178359,51478369),重大研究計劃培育項目1項(90715023),分別要求項目組針對高層建筑、格構式塔架、輸電塔線體系的風荷載模型、氣動彈性效應、風振機理與響應計算方法以及抗風優化設計開展研究,完善相應的理論,建立相應的方法。企業委托橫向科研項目50項,要求項目組針對特定的大型結構分析其抗風性能、計算風致響應、確定設計風荷載。風荷載是大型復雜結構設計的控制荷載,因此,大型復雜結構的抗風設計直接關系到其造價和建成后的安全度、可靠度。項目組通過多年細致深入的研究,研發了一系列具有創新性的風洞試驗技術、計算分析方法和理論模型,解決了大型結構抗風設計中的關鍵技術問題,達到了基金委計劃書中的主要研究目標。企業委托橫向科研項目50項,要求項目組通過風洞試驗和計算分析,給出50個大型結構的風致響應和設計風荷載,以及結構的抗風性能與優化設計建議,項目組全部完成了合同要求,根據項目成果設計建造成的30多個大型結構已經歷過多次強風襲擊安然無恙。
本項目研發了多項大型結構抗風設計新技術,其中有的屬于首創,領先于國際同類技術,有的是在國內、國際既有成果上的新發展,具有國際先進水平。如項目組研發的“構件層面的輸電塔線體系和導線完全氣彈模型風洞試驗技術”、“雙向強迫振動識別超高層建筑氣彈參數風洞試驗技術”是具有創造性的風洞試驗技術。 建立的“大跨屋蓋節點等效靜力風荷載數值計算方法”、“高層建筑層間模型等效靜力風荷載計算的振型加速度法”、“基于剛性模型多點同步測壓風洞試驗的大型結構風振響應頻域計算方法”在技術上是具有顯著先進性的風荷載與風響應分析方法。項目組研發了8項具有創新性的大型結構抗風設計新技術,其中僅第6項,即“基于風洞試驗的超高層建筑渦激共振發生概率計算模型與共振響應實用評估方法” 是近兩年來基于風洞試驗和理論建模得到的,由于目前還少有這么高的超高層建筑,尚有待進一步檢驗、完善。其余7項都是經過數年實踐檢驗的成熟的抗風設計技術,適用于我國大型結構的抗風設計和結構風工程界針對大型結構設計的技術服務。這些技術本身是安全可靠的。 項目組直接將研究成果應用到我國的超高層建筑、輸電塔、火車站、體育場館、輸煤棧橋、儲氣罐等大型復雜工程的抗風設計中,其中已應用于18幢超高層建筑的抗風設計,已應用于12個火車站、6個體育場、6個體育館博物館等大屋蓋結構的抗風設計,不但減少了這些大型結構的造價,還顯著提高了這些大型結構的抗風安全度、可靠度,產生直接經濟效益1.1億元左右,同時獲得了顯著的社會效益。目前很多設計單位和工程單位對抗風設計技術還不夠了解,本項目研發的抗風設計技術有待進一步推廣。項目組發表的學術論文:“矩形高層建筑的扭轉動力風荷載”(Engineering Structures,Vol. 26,2004),2006年獲“湖北省第十一屆自然科學優秀論文一等獎。
應用前景
主要應用行業: | 建筑業 | 知識產權形式: | 專利 |
應用狀態: | 產業化應用 | 擬轉化方式: |
單位概況
完成單位: | 武漢大學 | ||
單位地址: | 湖北省武漢市武昌區珞珈山街16號 | ||
單位電話: | 027-68755114 |
聯系方式
聯系人: | 陳丹 | 聯系人電話: | 13871386125 | 聯系人Email: |
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