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【重庆晨报】中国大量摩天大楼 用的都是重庆这项国家科技进步一等奖成果

上游新闻·重庆晨报作者 : 罗薛梅 付迪西

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摘要
10日,由中国工程院周绪红院士牵头的“高层钢-混凝土混合结构的理论、技术和工程应用”(以下简称“混合结构”)获国家科技进步一等奖。近日,在重庆大学土木工程学院,其团队接受了上游新闻·重庆晨报记者采访,介绍了该研究的相关内容。20年前的感触引发了这一项目的研究“这项研究得从20年前说起,那时我们国家还没有特别高的楼,而在美国却建设了许多摩天大楼,这些大楼标志着国家经济的强大……”周绪红院士回忆...

10日,由中国工程院周绪红院士牵头的“高层钢-混凝土混合结构的理论、技术和工程应用”(以下简称“混合结构”)获国家科技进步一等奖。

近日,在重庆大学土木工程学院,其团队接受了上游新闻·重庆晨报记者采访,介绍了该研究的相关内容。

20年前的感触 

引发了这一项目的研究 

“这项研究得从20年前说起,那时我们国家还没有特别高的楼,而在美国却建设了许多摩天大楼,这些大楼标志着国家经济的强大……”

周绪红院士回忆,在那时他就下定决心,“今后我们国家也要建设这样的大楼。”

伴着中国经济的发展与这研究的推进,周绪红与其团队人员发现,如果摩天大楼采取传统的混凝土来做,那么需要的各项成本将特别大,对环境的污染也很大。而他所研究的混合结构体系,就可以很好解决这个问题。

而这套研究主要解决了什么问题?

其团队成员、国家优秀青年科学基金获得者刘界鹏教授称,目前国内的高层建筑中,主要采用钢筋混凝土结构和钢结构。但传统的钢筋混凝土结构资源和能源消耗大,施工过程中环境污染较为严重,人工投入大,施工效率低,用于100m以上高度的建筑中抗震安全不足。而钢结构能解决钢筋混凝土结构的问题,但是目前成本过高,很难大规模采用。

“高层钢-混凝土混合结构的理论、技术与工程应用”这一项目成果,主要就是解决传统的钢筋混凝土结构房屋的这些问题,“包括天然砂石资源消耗大,施工中扬尘、噪声和污水等污染较为严重,人工投入大,房屋高度受限制,施工效率低等问题。”刘界鹏教授表示。

连续攻坚  

新技术成果兼具传统钢混结合和钢结构优势 

刘界鹏教授称,当时周绪红院士第一个申报了混合结构的课题,并且开始联合科研界和工程界的相关技术人员,根据研究的成果编制了国家技术标准,包括设计、抗震分析,施工技术等。

目前,这个项目成果包括了研发系列新型高层混合结构体系,引领了我国高层混合结构的发展;建立高层混合结构的分析理论,形成了高层混合结构的设计技术;开发高效新型施工技术,引领了我国高层混合结构建造技术的发展等三大创新点。

除了出台了相关的体系、理论和技术,与传统钢筋混凝土结构相比,此项技术可节省混凝土约40%~50%,而综合成本基本持平;与传统的钢结构相比,可节省用钢量约30%~40%,综合成本降低约30%;这项技术充分利用了混凝土和钢材两种材料各自的优势,兼具传统的钢筋混凝土结构和钢结构各自的优势。

我国大量混合结构建筑 

很大部分采用这一技术

刘界鹏教授说道,该成果中支撑巨型框架-核心筒体系、钢管约束混凝土结构体系、交错桁架结构体系、钢管混凝土异形柱框架体系等四种结构体系。

巨型框架-核心筒体系适用于300~800m地标性建筑,例如深圳平安金融中心(600m);钢管约束混凝土结构体系适用于100~300m建筑,例如青岛海天大酒店新楼(245m);交错桁架结构体系适用于100m以下公共建筑,例如学校、医院、办公、大空间住宅等;钢管混凝土异形柱框架体系适用于100m以下住宅。

“这四种结构体系,基本涵盖了高层建筑的高度和使用功能,推广应用前景很好。”刘界鹏教授表示,高层建筑中采用这项技术,既能实现钢结构的施工快速和绿色环保的发展目标,又能有效控制成本,将高层建筑的成本控制在与传统钢筋混凝土建筑成本相当的水平。 

为了更好的解决抗震方面的疑惑,针对高层混合结构体系的特点,团队提出了“基于一致倒塌风险的抗震设计理论”,保证高层混合结构在罕遇地震作用下不发生倒塌,保障人民的生命安全,同时又通过精细化的抗震计算和先进的抗震设计技术,保证高层混合结构的成本与传统的现浇钢筋混凝土结构相当,实现很好的经济性。

刘界鹏教授提到,近20年的实践,目前已在中国建了大量的混合结构的建筑,其中很大一部分是采用了周绪红院士团队的技术,证明了其经济性、安全性、节能环保等方面都有非常大的效益。而如今在国际上,600米以上摩天大楼,很多也采取混合结构的技术,包括现在目前时间最高的建筑迪拜哈利法,也是借鉴了其团队部分研究成果。

来源:上游新闻·重庆晨报

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