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钢管约束混凝土结构的理论、技术与工程应用
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：1.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。2.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。3.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。4.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。5.建立了高层、复杂钢管约束混凝土结构体系的弾塑性有限元高效分析方法，
重庆大学
2021-04-11
钢管约束混凝土结构的理论、技术与工程应用
(2018年度高等学校科学研究优秀成果奖(科技进步奖)一等奖) 成果简介： 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 中钢一混凝土组合结构在高层、大跨、重载结构中得到广泛应用，发展钢一混凝 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弾塑性有限元高效分析方法，提出了结构体系抗震设计技术。
重庆大学
2021-04-11
矩形钢管混凝土梁柱节点关键技术研究
成果的背景及主要用途： 在我国钢产量大、钢种适于房屋建设且粘土砖禁用政策出台的背景下，钢管 混凝土结构及钢结构住宅技术因其材料轻质高强且可回收等优势，成为节能、环 保和可持续发展的建筑技术，既是社会发展和科技进步在建筑业的集中体现，也 是未来建筑结构发展的趋势，近年来得到了专家学者的广泛关注和国家政策的大 力支持。但是，矩形钢管混凝土结构在我国起步较晚，梁柱节点存在构造、受力 和施工上的不足，解决梁柱节点问题是推进建筑可持续发展的迫切需要。十多年 来，本课题组围绕矩形钢管混凝土梁柱节点，先后开展了计算理论、节点构造、 新型节点等关键技术的系列研究，并通过工程应用，形成了成套的矩形钢管混凝 土梁柱节点技术，为矩形钢管混凝土和住宅钢结构的应用提供了重要科学依据和关键技术支撑。 技术原理与工艺流程简介： 1、倒角型隔板贯通节点技术：提出了圆弧倒角型和倒角放坡型隔板贯通式 节点形式，减轻了梁翼缘与隔板连接处的应力集中，避免节点发生脆性破坏。研 究了倒角型隔板贯通节点的静动力性能，确定了节点的应力分布规律、破坏机理 和滞回性能，推导了节点拉伸承载力计算公式。 2、长挑出隔板贯通节点技术：提出了长挑出隔板贯通节点，使塑性铰外移， 提高节点域抗震性能。研发了新型柱端加载装置，解决了现有加载装置难以准确 模拟节点受力状态的技术难题，发现该节点抗震性能良好，并得到了混凝土强度 等级、内隔板厚度及加强板长度等参数对节点性能的影响规律。 3、全螺栓隔板贯通节点技术：提出了全螺栓隔板贯通节点和下栓上焊隔板 贯通节点，克服了焊接质量难以保证的技术难题，实现了节点技术的突破，解决 了一般节点制作安装周期长、人工费用高等技术问题，并获得国家发明专利。 技术水平及专利与获奖情况： 该项科研成果获得发明专利 3 项，达到了国际领先水平。 应用前景分析及效益预测： 本项目所涉及的研究内容解决了传统矩形钢管混凝土梁柱节点存在的应力 集中、脆性破坏和构造尺寸偏大等问题，并提出了理论计算方法，为钢管混凝土 梁柱节点后续研究奠定了基础和宝贵的实践经验。多项新的节点技术在国内甚至 在国际上都是领先的，有着很广阔的应用前景。例如，全螺栓隔板贯通节点的连 接全部采用高强螺栓，避免了现场焊接，施工方便，承载力高，同时实现了塑性 铰外移，保证了结构的安全。 应用领域： 该科研成果已经成功应用于多项矩形钢管混凝土结构工程，应用可推广程度 很高，取得了巨大的经济效益。
天津大学
2021-04-11
废弃加气混凝土制备绝热材料技术
本项目是利用加气混凝土主要物相托贝莫来石，对托贝莫来石进行活化和托贝莫来石再水化来制备超轻绝热保温板材。该保温板材属于硅酸钙绝热材料体系，具有制备能耗低、容重轻、导热系数小等优点，可获得最佳的节能效果，有利于能源节约。微孔硅酸钙绝热材料是继膨胀珍珠岩、岩棉和矿棉之后的第三代优质绝热材料，其绝热性能是最重要的使用性能，可应用于各种高温绝热保温场合，在电力、冶金、石化、建筑、船舶等领域被广泛使用，比如电力保温，工业窑炉、船舱甲板、冷库等等。本项目采用活化的加气混凝土尾渣，可省去静态法二次反应所必须的凝
南京理工大学
2021-04-14
混凝土结构服役性能提升关键技术与应用
解决混凝土结构服役性能提升的关键技术难题，在混凝土结构性能的可控提升技术，加固材料的高效利用技术，力学性能和耐久性能的综合提效技术等方面取得了一系列创新成果。
武汉大学
2021-04-14
橡胶集料混凝土
成果与项目的背景及主要用途： 普通路桥的铺设大多都是水泥混凝土，这样的铺装有它很多优点，但是容易 开裂。对于一些超长或超大面积的地面，由于地面对混凝土的约束很强，并且， 混凝土一般来说不是很厚，这就为裂缝的控制带来了一定的难度。橡胶集料混凝 土(又称橡胶混凝土）是由普通混凝土中掺入汽车废弃轮胎经过机械粉碎、研磨、 洗净等加工处理而得到的橡胶微粒配置而成。采用橡胶集料混凝土应用于路桥的 铺装，可以既保持传统水泥混凝土桥面铺装优点，同时显著改善混凝土开裂问题。 橡胶集料混凝土具有很好的抗疲劳载荷和很好的能量耗散能力, 也具有很好的 抗冲击能力,抗冻融性能及抗渗性能都有一定的提高。 技术原理与工艺流程简介： 原材料由橡胶集料、水泥、粉煤灰、砂石料、水等，配合高效减水剂配比而 成。经长期研究，寻求到使材料强度、工作性、变形性能、韧性、耐久性等综合 指标最优的配合比。找到既提高混凝土性能，又能降低材料成本的最佳契合点。 应用前景分析及效益预测： 价格约在每吨 1500-2000 元之间，随配合比变化，价格有所波动。从全寿命 观点来看，相较于普通混凝土或者沥青铺装层，橡胶集料混凝土桥面铺装在价格 上，仍有很好的优势。可在对抗开裂性能或者抗震性能有优先考虑的结构或者子 结构中应用推广，发挥橡胶集料混凝土的特点，从而带来工程和成本效益。已在 天津武清区武香路二百户东口桥桥面上建造了了一段 7m×24m，厚度为 120mm 的橡胶集料混凝土桥面铺装试验段，事实表明橡胶集料混凝土桥面铺装这一新型 结构形式值得进一步应用和推广。 应用领域： 对抗高温、耐低温、抗压性、抗震性有较高要求的道路和桥梁上使用
天津大学
2021-04-11
自修复混凝土
模仿生物组织损伤愈合机能，基于“开裂→O2/CO2 扩散驱动→微生物萌发矿化→裂缝封闭”自修复策略，在混凝土中添加微生物自修复剂，形成智能型混凝土自修复系统。 一、微生物自修复性能 及时、有效地避免了水泥基材料早期和后期开裂产生的耐久性、安全性和防水等使用功能下降的危害。与普通混凝土相比，掺加微生物自修复剂的自修复混凝土，修复裂缝后的抗水渗透性、抗氯离子渗透 性和护筋性都得到了大幅提高。 二、微生物自修复混凝土应用方法 微生物自修复剂用量取决于混凝土配比，拌和过程中与水混合均匀后加入混凝土即可。 三、适用范围 可广泛应用于地下防水混凝土结构、水工混凝土结构、海洋混凝土结构、各种工业、民用建筑的外墙面、 道路及桥梁混凝土等。
东南大学
2021-04-11
混凝土流变仪
NELD-CRH610型流变仪是一种全新多功能和轻便的混凝土流变仪，用于检测骨料32mm以下的混凝土流变性。NELD-CRH610型混凝土流变仪是耐尔得根据混凝土试验室及现场测量的经验设计开发，可用于研究单位的配合比设计及现场流变性监控使用。
软件自动控制采集数据，自动计算Bingham流变参数—屈服应力和塑性粘度，绘制曲线，储存试验结果及导出试验数据。
北京耐尔得智能科技有限公司
2023-03-17
高耐磨性螺旋输送机成套技术
螺旋输送机广泛应用于各种物料的连续输送，在输送矿物等硬质物料时，由于工作环境和工作条件恶劣，螺旋输送机出现早期磨损失效，寿命普遍只有半年左右。这不仅导致生产成本增加，并且由于事故频繁和设备更换，导致停工停产，不能满足现代企业生产管理的要求。螺旋输送机失效的形式主要是螺旋叶片的磨损，产生这一现象有多方面的原因，一是在“叶片—磨料—筒体”这一组摩擦副中，叶片的磨损条件比筒体严重，二是为了便于成形和焊接加工，叶片普遍采用低碳钢制造，耐磨性不好，并且，一旦叶片和筒体间的间隙增大，物料会粘结到筒体上，从而显著的增大叶片的磨损，并降低了输送效率。为了解决这一问题，主要开展以下方面的工作：1、对设备进行刚度与变形设计；2、对筒体和叶片进行间隙可调整设计；3、对磨损最严重的叶片部分采用创新性的高耐磨性结构设计，从而大幅度提高叶片的耐磨性。设备研制完成后，进行了三年的现场使用实验，结果表明：通过本项研究，有效延长了螺旋输送机设备的使用寿命，降低了更新设备和返修设备的费用；降低了设备故障率，减少了设备维修和停机时间；实现了将螺旋输送器的使用寿命从原来的半年提高到三年的预期目标，并且经过三年运行后，螺旋叶片无明显磨损，预计还可更大幅度的提高使用寿命。
华东理工大学
2021-04-11
农作物秸秆原料生产燃料乙醇成套技术
利用丰富的、开再生的玉米秸秆、麦秆、稻草等农作物秸秆原料生产燃料乙醇，是当前世 界生物能源产业的前沿技术领域，是未来替代石油能源的主要技术路线。本技术的产业化实施 可以高效率进行农作物废弃物的资源化利用，对传统农业的可持续发展和产业更新换代具有重 大的提升作用，并大幅减少因秸秆焚烧带来的雾霾等大气污染因素。然而，高额生产成本严重 阻碍了本技术的产业化进程。目前，秸秆燃料乙醇的生产成本具体表现在过程的高能耗、大量 废水排放、纤维素酶成本等环节上。 本项目的农作物秸秆原料生产燃料乙醇成套技术采用华东理工大学研发的干法生物炼制技 术。该技术主要包括干法稀酸预处理、固态生物脱毒、高固体含量糖化与发酵等主要工序。其 中，干法稀酸预处理技术使用新型的螺带搅拌式预处理反应器，实现了过程零废水排放，新鲜 水和蒸汽用量比典型的预处理技术降低80%以上；固态生物脱毒则采用生物降解方法脱除预处 理原料中所含的各种有毒物质，实现过程的零水耗和零能耗；高固体含量糖化与发酵技术则通 过自主研发的螺带型反应器处理固体含量达40%以上的纤维素底物进行同步糖化与发酵生产乙 醇，与常规发酵反应器相比，电耗可以降低80%以上，纤维素酶用量大幅降低。整个农作物秸 秆原料生产燃料乙醇成套技术可以得到不低于8% (v/v) 的高浓度乙醇发酵液，纤维素转化率可 达75%以上。本技术的采用将会大大降低纤维素乙醇的生产成本或环境成本，为即将商业化运 作的燃料乙醇工厂中的技改提供技术储备。
华东理工大学
2021-04-11