国家重点研发计划“绿色建筑及建筑工业化”重点专项 “高性能钢结构体系研究与示范应用”正式立项

新型城镇化建设是我国当前的主要任务之一。在新型城镇化建设中采用绿色建筑和推进建筑工业化，是我国实现绿色发展的重要保证，而在建筑和基础设施中广泛采用高性能钢结构体系是我国绿色建筑及建筑工业化的主要发展方向之一。

高性能钢结构体系是指承载力高、防灾能力强、舒适度和耐久性好、建造效率高的结构体系，与传统钢结构体系相比，用钢量小，安全性好。由于经济发展状况和国情不同，国内外在高性能钢结构体系的研究和应用方面有一定差异。国外发达国家在高性能钢结构体系方面开展研究较早，技术日渐成熟，而我国在此方面的研究开展较晚。钢结构耐火性能差，在地震和爆炸等偶然荷载下可能严重破坏甚至倒塌，因此对钢结构的抗火抗震抗倒塌等防灾性能进行深入研究，是我国进行钢结构推广的重要前提。我国在钢结构抗火与抗震的研究方面起步虽比国外晚，但经30年左右的追赶，我国在大跨度钢结构方面的抗火研究和高层钢结构方面的抗震研究已经达到发达国家的研究水平,而在钢结构偶然荷载下连续性倒塌的研究方面我国刚刚起步，与国外还有一定差距。工程结构全寿命周期设计施工一体化是近年来发展起来的新型工程建造概念，目前国内外在此方面的研究和技术应用均处于探索阶段，钢结构工程构件加工、结构设计、施工控制、健康监测和评估还基本上处于割裂状态，远未达到全寿命周期一体化的要求。根据我国绿色建筑和建筑工业化的要求，发展高性能钢结构体系，充分利用高强钢材，提高钢结构抵御灾害的能力，建立集智能化制作、高效施工、先进检测监测评估于一体的成套技术，全面应用基于全寿命周期的设计与施工一体化技术，是我国工程建设领域的主要发展趋势之一，应用前景广阔。

国家重点研发计划“绿色建筑及建筑工业化”重点专项“高性能钢结构体系研究与示范应用”，将重点解决传统钢结构体系中存在的相关问题，形成基于全寿命周期和设计与施工一体化的高性能钢结构体系成套技术，并通过试点工程示范推广应用。本项目由重庆大学牵头，联合同济大学、清华大学、哈尔滨工业大学、湖南大学、中南大学、长安大学等国内钢结构领域知名高校和中国建筑西南设计研究院有限公司、中冶建筑研究总院有限公司、林同棪国际工程咨询（中国）有限公司、中建钢构有限公司、浙江精工钢结构集团有限公司、重庆钢铁集团设计院有限公司等国内钢结构领域大型设计、施工企业共同开展。项目组及顾问委员会成员中包括中国工程院院士、国家工程设计大师、国家杰出青年基金获得者和中青年科技骨干等共80余人。

本项目针对我国当前钢结构建筑及桥梁在工程应用中存在的结构性能不足、运营效率低、抵抗灾变性能不足以及设计建造水平低等问题，从结构形式创新、结构性能研究、新材料及先进结构防灾减灾和建造管理技术应用等方面提升钢结构体系性能，以结构生命周期高效建造为目标，确定了四大重点研究任务，包括：高性能建筑钢结构体系、高性能城市钢结构桥梁体系、高性能钢结构防灾减灾体系、钢结构设计与施工一体化高效建造技术。

本项目将开展多层冷弯薄壁型钢结构体系、交错桁架钢框架结构体系、钢管混凝土异形柱框架结构体系、钢管约束混凝土结构体系、钢框架-钢板剪力墙结构体系、大跨度工业与民用建筑钢结构体系和装配式板柱钢结构体系等高性能建筑钢结构体系研究；并对装配式人行桥和连廊钢结构体系、装配式城市道路和轨道桥梁钢结构体系、立体车库钢结构体系等高性能城市基础设施钢结构体系进行研究；开展高性能钢结构的构件、连接节点、结构体系的静力与抗震受力机理及设计方法，罕遇地震、火灾或冲击等偶然作用下结构体系的全过程受力机理与倒塌机制，结构抗连续倒塌设计方法，火灾作用下构件及结构体系的升温过程、热力耦合机理与过程、承载力衰减机制，正交异性钢桥面板的疲劳断裂过程、机理及其控制方法，人行桥与城市连廊的人行激励振动机理，城市道路与轨道交通桥梁钢结构的人车耦合激励作用过程、耦合振动机理等高性能钢结构防灾减灾体系关键科学与技术问题研究；并研究高性能钢结构体系的精细化试验技术与计算方法，基于施工过程、荷载与作用变化、环境变化、材料性能变异的高性能钢结构体系全寿命周期设计技术，高性能钢结构体系的部品部件配套技术，高性能钢结构体系的高效集成与工业化建造技术、高效装配化技术、智能化制作技术，高性能钢结构体系的高效检测监测技术与评估方法等钢结构设计与施工一体化高效建造技术。

本项目形成的高性能钢结构体系成套技术全面应用于民用建筑、工业建筑、城市桥梁和停车设施后，将取得显著的经济效益和社会效益。与传统钢结构体系相比，本项目提出的高性能钢结构体系承载力与延性系数提高15%以上，节省结构用钢量，可更充分利用高强钢材，提高钢结构加工与安装效率，降低钢结构建造成本，加快工程建造进度，取得显著经济和社会效益。