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大型、复杂结构抗风设计关键技术研究和应用
成果概况
成果年份: 2015 成果类别: 应用技术 课题来源: 部门基金
起止时间: 1997.01 至2014.12 研究形式: 其他 所处阶段: 中期阶段
成果属性: 原始性创新 体现形式: 新技术      
成果简介
     国家自然科学基金面上项目7项(59678050,50278073,50678137,51078296,51008240,51178359,51478369),重大研究计划培育项目1项(90715023),分别要求项目组针对高层建筑、格构式塔架、输电塔线体系的风荷载模型、气动弹性效应、风振机理与响应计算方法以及抗风优化设计开展研究,完善相应的理论,建立相应的方法。企业委托横向科研项目50项,要求项目组针对特定的大型结构分析其抗风性能、计算风致响应、确定设计风荷载。风荷载是大型复杂结构设计的控制荷载,因此,大型复杂结构的抗风设计直接关系到其造价和建成后的安全度、可靠度。项目组通过多年细致深入的研究,研发了一系列具有创新性的风洞试验技术、计算分析方法和理论模型,解决了大型结构抗风设计中的关键技术问题,达到了基金委计划书中的主要研究目标。企业委托横向科研项目50项,要求项目组通过风洞试验和计算分析,给出50个大型结构的风致响应和设计风荷载,以及结构的抗风性能与优化设计建议,项目组全部完成了合同要求,根据项目成果设计建造成的30多个大型结构已经历过多次强风袭击安然无恙。 本项目研发了多项大型结构抗风设计新技术,其中有的属于首创,领先于国际同类技术,有的是在国内、国际既有成果上的新发展,具有国际先进水平。如项目组研发的“构件层面的输电塔线体系和导线完全气弹模型风洞试验技术”、“双向强迫振动识别超高层建筑气弹参数风洞试验技术”是具有创造性的风洞试验技术。 建立的“大跨屋盖节点等效静力风荷载数值计算方法”、“高层建筑层间模型等效静力风荷载计算的振型加速度法”、“基于刚性模型多点同步测压风洞试验的大型结构风振响应频域计算方法”在技术上是具有显著先进性的风荷载与风响应分析方法。项目组研发了8项具有创新性的大型结构抗风设计新技术,其中仅第6项,即“基于风洞试验的超高层建筑涡激共振发生概率计算模型与共振响应实用评估方法” 是近两年来基于风洞试验和理论建模得到的,由于目前还少有这么高的超高层建筑,尚有待进一步检验、完善。其余7项都是经过数年实践检验的成熟的抗风设计技术,适用于我国大型结构的抗风设计和结构风工程界针对大型结构设计的技术服务。这些技术本身是安全可靠的。 项目组直接将研究成果应用到我国的超高层建筑、输电塔、火车站、体育场馆、输煤栈桥、储气罐等大型复杂工程的抗风设计中,其中已应用于18幢超高层建筑的抗风设计,已应用于12个火车站、6个体育场、6个体育馆博物馆等大屋盖结构的抗风设计,不但减少了这些大型结构的造价,还显著提高了这些大型结构的抗风安全度、可靠度,产生直接经济效益1.1亿元左右,同时获得了显著的社会效益。目前很多设计单位和工程单位对抗风设计技术还不够了解,本项目研发的抗风设计技术有待进一步推广。项目组发表的学术论文:“矩形高层建筑的扭转动力风荷载”(Engineering Structures,Vol. 26,2004),2006年获“湖北省第十一届自然科学优秀论文一等奖。
应用前景
主要应用行业: 建筑业 知识产权形式: 专利
应用状态: 产业化应用 拟转化方式:
单位概况
完成单位: 武汉大学
单位地址: 湖北省武汉市武昌区珞珈山街16号
单位电话: 027-68755114 单位网址: http://www.whu.edu.cn      
联系方式
联系人: 陈丹 联系人电话: 13871386125 联系人Email: