| 成果名称: | 钢-混凝土组（混）合结构关键技术创新与实践 |
| 完成单位: | 广州大学、广州市设计院、浙江东南网架股份有限公司、中南大学、杭萧钢构（广东）有限公司 |
| 主要人员: | 刘坚、韩建强、周旺保、周观根、赖勉亨、孙学水、李莉、王永梅、王一功、任达、陈原、张卫东 |
| 介绍: | 本课题由广州大学、广州市设计院、浙江东南网架股份有限公司、中南大学和广东杭萧钢构有限公司通力合作，采用多层次全方位的"产、学、研"协同攻关模式，历经13年（2003年02月到2016年2月）共同完成。课题内容由20余个国家级和省部级等纵横向科研项目支撑，对钢与混凝土组（混）合结构中的若干关键技术问题进行深入研究。课题分三大部分（即构件、节点、结构三个层次）完成：钢-混凝土组合构件关键技术、钢-混凝土组合结构中节点关键技术和钢-混凝土组（混）合结构关键技术创新与实践。综合采用解析理论计算、有限元数值分析、试验研究及工程示范应用等手段，顺利完成了本课题研究。本课题已发表论文五十九篇，其中，二十二篇SCI收录论文，十九篇收录EI论文，十四篇中文核心期刊论文；获授权专利十八件，其中发明专利六件，实用新专利十二件，完成试验报告四份。在"广州塔"、"广州琶洲地块四改造项目办公楼（琶洲眼）"、"凯达尔枢纽国际广场"等近十项大型工程得到了推广应用，社会效益和经济效益显著，其中部分成果被广东省标准《高层建筑钢-混凝土混合结构技术规程》（DBJ/T 15-128-2017）等引用。 经过十余年的努力，本项目《钢-混凝土组（混）合结构关键技术创新与实践》通过理论研究、试验研究和工程应用相结合的方法，分别对钢-混凝土组合构件、钢-混凝土组（混）合结构中节点和钢-混凝土组（混）合结构的抗震性能、计算设计方法和施工技术等方面关键技术进行了研究，具体研究内容如下。 1.在钢-混凝土组合构件研究方面。基于影响机理及参数分析，提出钢-混凝土组合梁负弯矩区畸变屈曲临界荷载计算公式及极限承载力稳定曲线，建立了经济合理的工字型组合梁和箱型组合梁的整体稳定和局部稳定的计算理论与设计方法；考虑腹板高厚比、剪力连接度等影响因素，建立了考虑组合效应钢-混凝土组合箱梁正、负弯矩区的恢复力模型，提出了相应的抗震设计参数； 通过采用多种外加约束以增强钢管混凝土柱构件套箍效应的试验研究，验证了不同外加约束能有效增强钢管混凝土柱构件的套箍效应；提出了一种新的考虑套箍力、环向应变、纵向应变和混凝土强度等因素的核心混凝土在三向受力情况下的本构关系；应用提出的混凝土的本构关系，结合钢管在三向受力情况下的应力应变关系和钢管、混凝土、外加约束之间的相互关系，建立了外加约束钢管混凝土柱构件全过程应力应变曲线理论模型；提出了考虑外加约束下的钢管混凝土柱构件的承载力计算公式； 基于薄壳理论，建立了钢管混凝土柱局部屈曲临界荷载计算公式，在理论分析、试验研究及参数分析基础上，提出了钢管混凝土格构柱修正的等效长细比及其承载力实用计算公式；对C80钢板混凝土组合剪力墙试件进行了低周往复试验和有限元仿真分析，提出了钢板高强混凝土组合剪力墙的相关承载力计算公式、轴压比控制、节点处理以及相关构造措施。相关研究在广州塔等实际工程得到应用。 2.在钢-混凝土组合节点研究方面。对混合结构中抗震墙与钢梁新型节点进行了构造设计和拟静力试验研究及理论分析，研究了抗震墙与钢梁新型节点的弯矩转角特性和滞回性能，建立了考虑楼板作用影响的抗震墙与钢梁新型节点的弯矩转角智能计算模型；提出了新型外套管式钢管混凝土柱与钢梁连接形式，提出了适用于外套管式钢管混凝土柱与钢梁单边螺栓端板连接节点弯矩-转角的计算模型；提出了单肢斜撑、交叉斜撑和横隔板三种不同连接构造的钢管混凝土格构柱-组合箱梁新型节点，对这三种节点开展了低周往复荷载试验，探讨了其抗剪机理及破坏形式，推导了不同连接构造节点的抗剪承载力计算公式；提出了钢管混凝土格构柱偏压及轴压稳定承载力和局部稳定性合理适用的理论计算公式及其设计方法，改变了组合结构稳定设计目前套用钢结构规范进行计算的现状。 3.在钢-混凝土混（组）合结构研究方面。提出了钢框架-混凝土剪力墙混合结构体系的一种连续化的计算方法；推导了考虑钢框架节点柔性、梁柱p-δ效应、结构P-Δ效应和剪切变形影响的高层钢框架-混凝土剪力墙的钢框架部分层抗侧刚度及钢框架-混凝土剪力墙结构的超级单元刚度矩阵，提出了一种考虑以上四种因素的高层钢框架混凝土剪力墙结构体系的超级单元法计算方法； 提出一种考虑梁柱节点柔性的高层钢-混凝土混合结构的自振周期计算方法；提出了基于超级单元的钢框架-混凝土剪力墙结构体系动力特性及地震反应分析的一种新方法；基于梁柱理论法和平面八节点等参单元离散剪力墙有限元法，建立了一种钢-型钢混凝土剪力墙新型混合结构二阶非弹性分析方法，采用VC++高级程序语言和面向对象的程序设计思想编制了面向对象的钢框架-型钢混凝土剪力墙新型混合结构二阶非弹性分析程序HSFEA。提出和建立了一种基于二阶非弹性梁柱单元和纤维模型的二阶非弹性型钢混凝土剪力墙单元的钢与混凝土混合结构的高等分析方法，开发研制了钢框架-剪力墙二阶非弹性静力和动力高等分析程序DAAP。 |
| 批准登记号: | 粤科成登（2）字【2018】0277 |
| 登记日期: | 2018-06-20 |
| 研究起止时间: | 2003.02 至2016.02 |
| 所属行业: | 建筑业 |
| 所属高新技术类别: | 新能源与节能 |
| 评价单位名称: | 广东省土木建筑学会 |
| 评价日期: | 2018.06.09 |
