成果的背景及主要用途： 高效大跨度结构体系不仅关系到资源节约、施工便捷和效果美观,更是一个 国家建筑技术水平的重要标志。传统的梁板式结构用钢量大效能低、单层网壳稳 定性差支座水平推力大、单一网格结构难以实现轻盈美观,研发新型大跨体系成 为建筑结构技术发展的迫切需要。课题组在较早开展张拉整体体系研究的基础上, 从 1998 年开始对张弦结构大跨度建筑结构体系进行系统研究,形成了张弦结构分 析设计理论和施工成套技术,解决了张弦结构基础理论匮乏、分析方法欠缺和在 工程应用中受到结构选型、节点构造、施工方法和监测技术等多方面问题制约的 技术难题,为张弦结构的推广应用和健康发展提供了重要的科学依据和关键技术 支撑。 技术原理与工艺流程简介： 1、系统研究基于张拉整体思想的张弦结构体系，提出了发明专利-弦支筒壳 和弦支混凝土楼盖等新型张弦结构形式，建立了平面、空间等张弦结构分类体系， 研发自制设备空气加热索膨胀系数测定仪和水域加热索膨胀系数测定仪，测定了 张弦结构核心构件-拉索的膨胀系数，为张弦结构分析设计理论的建立奠定了基 础。 2、确定了平面和平面组合型张弦结构的最优构成规律，揭示了平面和平面 组合型张弦结构静动力特性和抗风性能，研发出专利技术—自平衡加载反力架并 试验验证了所提出的插板式拉索节点的安全性和便捷性，解决了平面及平面组合 型张弦结构分析计算和拉索连接节点方面的技术难题。 3、提出两种弦支穹顶分类方法和预应力二阶段分析方法，创建连续折线索 单元分析技术，建立了弦支穹顶从找形、预应力设定到结构性能分析的设计方法， 基于模型和实物试验及理论分析揭示了弦支穹顶结构静动力性能和稳定特性，研 发了空间张弦结构的节点专利技术—预应力钢结构滚动式张拉索节点，形成弦支 穹顶分析设计理论体系，解决了弦支穹顶应用中分析设计和节点构造的技术难题。 4、研发出张弦结构施工工艺仿真系统，提出了预应力施加方法和摩擦损失 补偿方法，开发了张弦结构健康监测系统，解决了张弦结构施工过程中的全过程 控制、监测、安全和预应力损失等方面的技术难题。提出了“地面整体拼装、一 次张拉外斜索成形”的施工方法，突破了大跨度索穹顶结构张拉成形的技术瓶颈。 技术水平及专利与获奖情况：天津大学科技成果选编 172 该项科研成果发表学术论文 72 篇（其中 SCI 检索 9 篇、EI 检索 27 篇）， 获发明专利 7 项，实用新型专利 8 项，获国家科学技术进步二等奖 1 项，天津和 北京市科技进步一等奖3项，省部级科技进步二等奖4项，达到了国际领先水平。 应用前景分析及效益预测： 本项目关键创新成果代表了现代大跨度结构技术的水平,引领了世界空间结 构技术的发展,提升了中国大跨度技术在世界工程领域的地位，增强了国际竞争 力，可应用于体育场馆、会展中心、交通枢纽站房等国家重要基础设施工程中。 项目发表论文 72 篇(9 篇 SCI、27 篇 EI),获发明专利 7 项,成果编入 10 本 著作和 6 本规程,推动了土木工程学科发展, 培养了一批高素质的结构工程科技 人才，对现代大跨结构的技术进步以及推动中国空间结构从大国向强国迈进都具 有重要的意义。 应用领域： 该项目科研成果已应用于包括奥运会场馆在内的近百项大跨度结构工程中， 可广泛应用于大型体育场馆、会展文化中心、重大交通枢纽、大型厂房等基础设 施工程中，可推广应用程度高，取得了巨大的经济效益，工程节支总额超过二亿 元，对我国大跨结构技术的发展具有显著推动作用。 

"2019年度高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）科学技术进步奖一等奖。项目组经过数年的研究，创新设计底盘驱动/制动、转向、悬架等系统的关键组件，构建了智能底盘多智能体动态协调控制架构，提出纵向、横向及垂向耦合集成与协同控制技术，形成以四项创新点为代表的技术群： 1、驱动/制动关键部件结构优化设计及车辆行驶敏捷性、稳定性协同控制技术。鉴于现有研究多聚焦于车辆驱动/制动系统独立控制且忽视内在耦合关系，割裂影响机理、系统结构及控制方法。从驱动/制动系统结构优化与方法设计两个方面，提出融合路面附着系数估计的车辆驱动防滑（ASR）、能量回馈型制动防抱死系统（ABS）及制动力精细调节技术、驱动/制动协同的车辆稳定性强鲁棒控制技术，解决车辆行驶敏捷性与稳定性控制所面临的参数摄动、控制时滞、多执行器耦合与冗余等难题。 2、车辆线控转向系统优化设计及转向操纵主动控制技术。针对转向系统存在的耦合摆振、结构参数时变不确定和线控时滞问题，项目组分别提出了考虑悬架与摆振问题耦合机理的车辆系统优化设计技术、减轻操纵负荷的前轮主动转向驾驶员共享控制技术和全电控四轮线控转向轨迹精确跟踪及横摆稳定性控制技术。

本发明提供了一种高速加工机床整机结构热力学建模与热设计方法，其包括以下步骤：步骤1：高速加工机床三维数字化建模；步骤2：高速加工机床主要热源发热功率和相关换热系数计算计算；步骤3：机床平面结合部热阻参数计算；步骤4：高速加工机床整机结构热力学建模与热特性计算；步骤5：高速加工机床整机结构热态设计方法。采用本发明提供的高速加工机床整机结构热力学设计方法，能够大幅提高高速加工机床整机结构热力学建模精度，缩短设计周期。不仅便于高速加工机床的正向设计，而且提高一次设计成功率。

土木建筑科学技术领域,提出了张弦（弦支）结构体系；建立了弦支穹顶结构成套分析设计理论；研发出滚动式和插板式拉索节点专利构造技术；形成了张弦结构体系智能化和可视化施工分析软件、健康监测系统、整体提升等成套施工技术。为张弦结构的推广应用和健康发展提供了重要的科学依据和关键的技术支撑，在国内外81项重大工程中得到应用，经济和社会效益显著。

本发明提供了一种考虑结合部刚度的高速加工机床整机结构动态设计方法，其包括以下步骤：步骤1：高速加工机床三维数字化建模；步骤2：机床平面结合部动态参数计算；步骤3：机床导轨结合部动态参数计算；步骤4：高速加工机床整机结构动态特性分析计算；步骤5：高速加工机床整机结构动态设计。采用本发明提供的考虑结合部刚度的高速加工机床整机动态设计方法，能够大幅提高高速加工机床整机结构动力学建模与动态设计精度，缩短设计周期。不仅便于高速加工机床的正向设计，而且提高一次设计成功率。

混凝土空心砌块在我国已成为继实心粘土空心钻后的第二大墙体材料，但由于其自身存在着保温隔热性能差，抗渗、抗裂性能差等诸多问题，给这种新型材料的推广应用带来一定的难度。本项目就是针对这一问题，特别是针对保温隔热的问题，采用复合的方式，解决了保温隔热抗渗的问题。混凝土复合空心砌块隔热与 240mm 砖墙相近，保温优于240mm 砖墙，由于具有致密的面层，可有效地防止渗漏，并且具有良好的装饰效果。

研发阶段/n项目简介：本项目采用自行研制的泡沫发生器,运用材料科学理论和技术研究开发出由多种化学物质组成的LWJ复合防水泡沫剂，并利用LWJ复合防水泡沫剂研制出LWJ防水隔热泡沫混凝土。该泡沫混凝土具有轻质、高强、隔热、隔声、防火、抗震、防水、多孔、低强、低弹性模量特性（能保持与周围邻接材料间的整体接触，很好地吸收和分散外来负荷产生的应力）等特点。应用领域：利用LWJ防水隔热泡沫混凝土的上述特点，可以构造一种集屋面防水和保温于一体的具有"刚-柔特性"的理想屋面结构，具有良好的保温和防水等性能，具有广

一、   前言 清 水混凝土建筑作为一种建筑表现形式，出现于六十年代的日本，成功应用始于八十年代后期，以后逐渐出现在德国、美国等欧美国家，从而成为了一种新的建筑 流派。这种建筑表现形式能够完整而有效地保留混凝土建筑本身具有的自然颜色和机理，外观朴素，是返朴归真和回归自然的一种表现，体现出建筑与人和自然的和 谐与完美，实现了根植于人们内心深处的对纯净自然的向往和回归；它不求奢华，不落俗套，但却个性挺拔，具有大家风范，代表着简约的时尚，鲜明的个性和澎湃 的激情。 我国清水混凝土工程的需求已不再局限于道路桥梁、厂房和机场，在工业与民用建筑中也得到了一定的应用。近期建成的北京联想研发中心是大面积清水混凝土的一次成功尝试。近年来，少量高档建筑工程如首都机场、上海浦东国际机场航站楼、海南三亚机场、东方明珠的大型斜筒体、等都采用了清水混凝土。  清水混凝土是名副其实的绿色混凝土。混凝土结构不需要装饰，舍去了涂料、饰面等化工产品；有利于环保，清水混凝土结构一次成型，不剔凿修补、不抹灰，减少了 大量建筑垃圾，有利于保护环境；消除了诸多质量通病，清水装饰混凝土避免了抹灰开裂、空鼓甚至脱落的质量隐患，减轻了结构施工的漏浆、楼板裂缝等质量通 病；促使工程建设的质量管理进一步提升，清水混凝土的施工，不可能有剔凿修补的空间，每一道工序都至关重要，迫使施工单位加强施工过程的控制，使结构施工 的质量管理工作得到全面提升；降低工程总造价，清水混凝土的施工需要投人大量的人力物力，势必会延长工期，但因其不用抹灰、吊顶、装饰面层，从而减少 了维保费用，从而降低了工程总造价。 清水混凝土挂板 北京蓝宝清水混凝土挂板在北大法学院成功应用 二、预制清水混凝土挂板施工工艺 预制清水混凝土挂板施工工艺及质量控制要点主要分为几个方面： 1、组合钢模 根据挂板尺寸，采用钢模现场组合定型模板体系。严格执行模板工程施工规范，保证钢模板及其支撑有足够的强度、刚度和稳定性。模板内侧要平整，接缝严密，不漏浆。模板安装好后要仔细检查模板是否放平，在浇注混凝土过程中派专人检查模板的平整度。 ①工艺流程 放样→钢模组合→内表面清理→刷隔离剂（脱模剂）→检查验收 ②施工要点 a.将钢模放置在设置牢固并水平的地龙骨上，根据挂板尺寸在底面钢模上放样，确保方正； b.组合钢模板用连接件连接，并支撑可靠；钢模板组装后，其侧模、端模和底模工作面之间的局部缝隙不得大于0.5mm；用龙门吊试吊钢模应无移位； c.钢模内表面采用钢丝刷将污物清除，并用抹布擦干净，确保表面无明显锈渍锈斑，平整光滑；内表面应为一整块钢模，不允许有拼接缝或焊缝；不应有裂缝、结疤、分层等缺陷，如有某些擦伤、划痕、压痕和烧伤，其深度不得大于0.5mm，宽度不得大于1mm； d.将隔离剂（脱模剂）均匀地涂刷在侧模、端模和底模工作面；涂刷前钢模表面应无水迹； e.检查的主要内容是对组合后的模板内表面几何尺寸进行检查。 2、钢筋和预埋件 ① 工艺流程 钢筋配料→（除锈）下料→弯曲成型→放置底层钢筋网→放置预埋件→放置面层钢筋网→绑扎→检查验收 ② 施工要点 a.除锈：钢筋的表面应洁净。油渍、漆污和用锤敲击时能剥落的浮皮、铁锈等应在使用前清除干净。钢筋的除锈可采用机械除锈和手工除锈两种方法： 一 机械除锈可采用钢筋除锈机除锈； 二 手工除锈可采用钢丝刷除锈。 在除锈过程中发现钢筋表面的氧化层脱落现象严重并已损伤钢筋截面，或在除锈后钢筋表面有严重的麻坑、斑点削弱钢筋截面时，不宜使用。 b.切断：在切断过程中，如发现钢筋有劈裂或严重的弯头等必须切除。 c.弯曲成型：钢筋成型形状要正确，平面上不应有翘曲不平现象；弯曲点处不能有裂缝。 e.底层钢筋入模时严禁表面沾上作为隔离剂（脱模剂）的油类物质。防止钢筋表面沾油可采用下列措施： 一 铺放防油隔条。防油用的隔条可用钢筋、木材或硬塑料制作。钢筋入模前应先在模板内铺放隔条。隔条的厚度应比主筋保护层厚度小2～3mm，长度应比模板宽度小20mm，放置间距不大于1m。待钢筋入模并与面层钢筋网连接后，抽出隔条。 二 铺塑料布。在刷好隔离剂的底模上铺放塑料布，然后在塑料布上摆放钢筋网，待与面层钢筋网连接后，抽出塑料布，连续使用的塑料布沾油面不得朝向钢筋。 f.预埋件 首先对预埋件进行外观检查，尺寸符合设计要求；根据图纸要求将预埋件按尺寸准确放置并固定好；外露铁件应进行防腐处理，以确保其耐久性；吊环埋件用螺栓固定。 g.面层钢筋网入模后端采用150×50×150mm“U”形钢筋、侧面150×40×150mm“U”形钢筋采用将底层和面层钢筋网连接并隔开；将拆模时用的吊环与面层钢筋网绑扎连接。 h.在模具的四角以及长度方向上用钢筋拉住面层钢筋网，保证钢筋保护层厚度满足要求。 3、混凝土的运输、浇筑和振捣 ① 工艺流程 混凝土拌制→浇筑→振捣→抹面→养护 ② 施工要点 a.混凝土配合比按水泥：河砂：碎石：水：粉煤灰：外加剂每立方用量（kg/m3）      368：762：1064：162：41：3.68进行；混凝土强度为C40；每盘混凝土搅拌时间为一种材料下料完全后搅拌不少于90秒； b.现场搅拌站出料后用机动翻斗车将混凝土运至指定料斗内，人工将混凝土铲到模具内，以平模具上口为宜； c.用龙门吊将浇筑了混凝土的钢模吊至振动台上，进行振捣，振捣过程中查看混凝土的分布情况和分布量，多余的地方铲除，不足的地方补填，确保板的厚度均匀；振捣时间以均匀分布为准，时间一般为10～15秒； d.振捣后将模具吊至地龙骨上，随后将四角的钢筋取掉，并进行抹面压光； e.养护：待混凝土浇筑2小时后，用彩条布将构件严密包裹，采用蒸汽进行养护； 蒸养制度：静停1h+升温3h+恒温6h+降温4h；升温速度控制在15℃/h；高温60℃；降温时间应根据现场实际气温进行调整，出模的构件温度与大气气温不应超过20℃，防止出模后降温速度过快，导致构件表面出现裂缝。测温工作由专人负责，每小时测温1次。 4、构件拆模、起吊 构件蒸养降温后应及时拆模起吊至临时周转场地，不得隔天进行，防止表面色差的出现。 ① 混凝土强度达到设计强度85%时可以拆模，可以用同条件养护的试块进行压力试验后确定。拆模前，按照顺序将固定预埋件的螺栓、支撑、紧固件等依次拆除，然后将模板松开，准备起吊构件。 ② 构件起吊前，应确认所有连接点已经断开，尤其是预埋件，防止构件拉伤或磕碰，造成预制构件的损坏。 ③ 由于挂板采用反打工艺生产，起吊后需要翻转，可将构件置于软物上，如挤塑板等，缓慢翻转，吊索与水平线的夹角，翻转起吊时不宜小于60°，或者采用铁扁担辅助。 ④ 挂板起吊放置后，应对每个构件的外观进行检查，观察有无表面缺陷。凡属表面性的缺陷（如蜂窝、麻面、硬伤、掉角副筋露筋等），应取得质检人员同意后，由生 产班组进行修整。修整后，应由质量检验部门对构件进行评定。对影响结构性能的缺陷，必须报告主管领导，确定是否报废。 5、构件临时堆放 构件临时堆放场地应平整、坚实、排水性好，运输方便。 ① 构件在堆放前，先进行表面轻微缺陷处理，如个别小气泡、边棱毛刺等，进行必要的修饰，然后涂刷清水混凝土保护剂。 ② 经检验合格的构件产品，立即编号，做上标识；构件标识包含构件型号、编号、生产日期、检验状态、检验人等，同时填写质量记录，确保可追溯性。 ③ 挂板下用方木垫块垫实，分层重叠码放垫木要上下对齐，并且每块垫木垫实，不允许出现虚角或挑头的情况；重叠堆放不应超过6块。 ④ 挂板在起吊及码放时，应慢起慢落，防止与其它物体或相互碰撞。 三、预制清水混凝土挂板安装施工 预制清水混凝土挂板安装施工工艺流程 预制清水混凝土幕墙采用背栓式开缝安装，在石材幕墙安装的基础上进行优化设计，开创了清水混凝土板幕墙大面积安装的先河，在清水混凝土挂板的生产上，蓝宝集佳系列产品打破传统，可以根据不同的设计要求量身定做。  四、清水混凝土保护液施工技术 清水混凝土墙面的装饰效果，60%取决于混凝土浇筑的质量，40%取决于后期的透明保护喷涂施工，因此，清水混凝土对建筑施工水平是一种极大的挑战。 要 想表现清水混凝土建筑风格的更佳效果，重要的仍是混凝土墙体的浇筑、保养及处理。众所周知，混凝土表面吸水率较大，如不作任何保护，历经风吹雨打，混凝 土在自然界的环境下会遭受来自阳光、紫外线、酸雨、油气、油污等破坏，逐渐失去其本来面目，混凝土也会随着天长地久而日趋被中性化和破坏，其表面效果将日 趋污浊，影响观瞻。因此，对混凝土表面进行透明保护性喷涂，不仅能解决保护混凝土的问题，使其更加耐久，而且可以起到防止污染、保持清洁，不会因为吸水而 颜色变深，因而清水混凝土建筑在下雨中仍能保持颜色不变，而不像一些立交桥一样，一下雨就污浊不堪，因此它又被称为干性喷涂（Dry Coating）。 这是一种以高耐久性常温固化氟树脂（Bonnflon）透明（或半透明）涂料，对混凝土表面进行喷涂从而起到长久保护混凝土免受外界环境破坏并保持混凝土自然机理和质感的喷涂工艺。