|
搜索
搜 索
高等教育领域数字化综合服务平台
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
公路在用桥梁检测评定与维修加固成套技术
本项目根据我国公路桥梁的实际需求，围绕在 用桥梁技术状况与使用功能评价、耐久性状况与承 裁力评定、加固改造、试验检测技术及其关键设备 等主要技术内容，组织20多家科研、高校和养管单 位，从1983年也 分四个阶段，依托十多个国家级、 省部级科研项目和800多座桥梁进行了系列研究。提出了桥梁技术状况与使用功能评定方法，建 立了质量与耐久性參数检测评价指标体系，创建了 基于桥梁技术状况、承栽力恶化、截面折减和活栽 影响修正等多系数影响的承裁力检测评定畲数理论 祺3!与计算方法；研发了多项桥梁加固新技术和加 81评价方法；开发了混凝土智能无损检测等8台套 具有自主知识产权的试验测试装置。
重庆交通大学
2021-04-10
农作物秸秆原料生产葡萄糖酸成套技术
葡萄糖酸在化工、食品、医药、轻工和建筑等行业具有非常广泛的用途，目前全球对葡萄 糖酸的年需求量已超过50万吨。微生物发酵法是葡萄糖酸的主要生产方法，但淀粉质和糖质发 酵底物的昂贵价格和管控趋严的粮食深加工行政许可，使葡萄糖酸产业健康发展所面临的首要 问题。利用丰富的、可再生的农作物秸秆生产葡萄糖酸，是木质纤维素生物炼制的重要发展方 向。本技术的产业化实施将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，秸秆葡萄糖酸的生产成本具体表现在过程的高能耗、大量废水排放、产物浓 度低等环节上。 本项目的农作物秸秆原料生产葡萄糖酸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含量达40%以上秸秆进行葡萄糖酸发酵，与常规发酵反应器相 比，电耗降低80%以上。通过该成套技术可以得到不低于10% (v/v) 浓度葡萄糖酸的发酵液， 纤维素转化率达75%以上。本技术的实施将会大大降低纤维素葡萄糖酸的生产成本，为纤维素 葡萄糖酸的产业化奠定基础。
华东理工大学
2021-04-11
光卤石/钾石盐生产氯化钾成套技术与装备
我国农业及工业氯化钾年消费量约为1000万吨，其中60%依赖进口。钾资源开发事关整个 国家的粮食安全。 钾资源主要分为可溶性钾资源 (包括海水钾资源、可溶性固体钾资源和地下卤水钾资源) 和非水溶性溶钾资源。目前生产钾肥 (氯化钾) 的主要原料来自可溶性钾资源，除少量采用海 水提钾外，主要采用钾石盐矿、光卤石矿、硫酸盐钾矿和混合盐矿等可溶性固体钾矿和地下含 钾卤水。 可溶性钾资源生产氯化钾主要包括分解结晶和浮选两个主要过程，根据矿物原料和工艺组 合情况分为冷分解结晶-正浮选，反浮选-冷分解结晶等工艺。 华东理工大学资源过程工程研究所建有国际先进水平的浮选与结晶过程研究测试平台， 可对光卤石和钾石盐制备氯化钾的浮选工艺、浮选药剂复配、结晶过程进行在线监测研究；对 结晶产品粒度分布、晶体形貌特征分析表征；利用二维激光粒子测速仪PIV、体三维速度场仪 V3V及其相关流体力学软件，可对各类结晶器流场进行数值模拟与分析，实现结构与操作参数 的多参数系统优化，开展结晶器设计与工程放大研究等。获得多项国家发明专利授权，形成了 上下游相互关联、相互支撑的氯化钾生产成套化、系列化专利工业技术，氯化钾生产过程中钾 收率高、能耗低、产品品位高。相关研究成果已在大型工业装置得到应用，取得显著地经济效 益。
华东理工大学
2021-04-11
外场协同西北侏罗纪煤高效转化多联产成套技术
我国资源量超过 40% 的优质西北侏罗纪煤惰质组分含量高，造成此类煤的粘结性、成浆性能、液化性能整体下降，极大地增加了煤的高效洁净利用难度。本成果的核心是进行煤炭的分质加工利用，一方面开发了新型煤岩分选技术实现煤岩组分的高效分离，另一方面针对不同煤岩组分开发了多联产高效转化技术。成果来源于陕西省科技攻关项目，前期获得了陕西省教育厅专项基金和中国博士后科学基金的支持，已有一部分工作申请国家发明专利，摸索出煤炭分质利用的新技术，取得了良好的技术经济和社会效益。
西安科技大学
2021-04-11
PVC排水管材 管件创优增效成套技术
研发阶段/n本项目以纳米钙、超细钙和有机改性剂复合增韧PVC排水管材，通过原料、配方、工艺、模具和加料设备的集合创新优化，在不增加成本的前提下，改善PVC加工熔体强度、熔体压力，解决碳酸钙高填充所产生的下料和挤出电流波动较大的问题。 PVC排水管材大幅度提高PVC的拉伸屈服强度和抗冲击强度，显著提高产品的市场竞争力，产品生产技术处于全国领先水平（任挑国内一家同类厂作参比）。
湖北工业大学
2021-01-12
PCVD工业生产设备及模具强化成套技术
等离子体增强化学气相沉积（PCVD）技术是在一定温度和气压的真空炉内通入工作气体，产生辉光放电，激活沉积反应，从而在基材表面形成耐磨损、抗氧化的陶瓷涂层。
西安交通大学
2021-01-12