1、研發(fā)了多種預(yù)應(yīng)力整體張拉結(jié)構(gòu)新體系,并應(yīng)用于多項(xiàng)工程
由中國航空規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院有限公司總結(jié)構(gòu)師、結(jié)構(gòu)首席專家葛家琪研究員領(lǐng)銜主持的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究工作室,又稱葛家琪工作室,成立于2002年。工作室以研發(fā)創(chuàng)新技術(shù),創(chuàng)造精品工程為宗旨,重點(diǎn)對大型預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)、結(jié)構(gòu)減隔振(震)控制技術(shù)、文物防震(振)保護(hù)技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研發(fā),取得了系列科研成果;積極參與國家重大工程的評審、咨詢和設(shè)計(jì)研究,發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)技術(shù)的社會(huì)價(jià)值。特別是在工程設(shè)計(jì)、咨詢工作中,針對技術(shù)難點(diǎn),進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)和相關(guān)研究,形成成套實(shí)用技術(shù),應(yīng)用于工程,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)學(xué)研用一體化良性循環(huán)。 ??葛家琪總結(jié)構(gòu)師
工作室現(xiàn)有人員19名(包括博士3名,碩士10名),其中研究員5名,高級(jí)工程師5名。葛家琪總結(jié)構(gòu)師曾獲國防工業(yè)有突出貢獻(xiàn)中青年專家、科技奧運(yùn)先進(jìn)個(gè)人、中國杰出工程師等稱號(hào)。作為碩士和博士后指導(dǎo)老師,葛家琪總結(jié)構(gòu)師培養(yǎng)研究生6名,博士后2名。 為了技術(shù)創(chuàng)新和新市場開拓,2018年,在葛家琪工作室基礎(chǔ)上成立了“鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)中心”和“文物保護(hù)技術(shù)中心”。鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)中心主任張國軍博士于2012年入選北京市科技新星計(jì)劃,文物保護(hù)技術(shù)中心主任馬伯濤博士于2016年入選北京市科技新星計(jì)劃。 ??張國軍博士 ??馬伯濤博士 2018年8月16日上午,《建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)》編輯部一行7人走訪了中國航空規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院有限公司葛家琪工作室。葛家琪總結(jié)構(gòu)師、張國軍博士、馬伯濤博士等參加了本次交流活動(dòng)。 ??合影 編輯部一行首先在葛總的帶領(lǐng)下參觀了航規(guī)院的院史展,馬伯濤博士對航規(guī)院從1951年成立以來的發(fā)展歷程和取得的輝煌成績進(jìn)行了詳細(xì)介紹。 ??參觀院史展 在隨后的交流活動(dòng)中,葛總首先代表工作室全體成員對編輯部一行的到訪表示熱烈歡迎和衷心感謝,并就工作室整體概況及研究方向等進(jìn)行了介紹。隨后,鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)中心主任張國軍博士及文物保護(hù)技術(shù)中心主任馬伯濤博士分別對鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域及文物保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域的研究成果及當(dāng)前研究進(jìn)展進(jìn)行了詳細(xì)介紹。 葛家琪工作室自成立伊始,就致力于以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展,在鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域不斷開拓,形成了一整套擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新成果。 以索穹頂、弦支穹頂以及開口式索膜結(jié)構(gòu)為代表的預(yù)應(yīng)力整體張拉結(jié)構(gòu)是國際公認(rèn)的結(jié)構(gòu)效率更高、跨越能力更強(qiáng)、節(jié)約鋼材更多的大跨度預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)體系。由于歐美國家對其核心技術(shù)實(shí)施嚴(yán)格的商業(yè)保密和專利保護(hù),形成國際壟斷。在團(tuán)隊(duì)成立之前,我國一直未建成大跨度弦支穹頂結(jié)構(gòu)、索穹頂結(jié)構(gòu)。 自2000年起,葛家琪工作室開展了預(yù)應(yīng)力整體張拉結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新研究與應(yīng)用,形成了我國具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全產(chǎn)業(yè)鏈成套技術(shù),建成了世界上首個(gè)大跨度弦支穹頂結(jié)構(gòu)和國內(nèi)首個(gè)大跨度索穹頂結(jié)構(gòu)等幾十項(xiàng)工程,取得了一系列突破性技術(shù)成果,并主編了我國首部《預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》。 1、研發(fā)了多種預(yù)應(yīng)力整體張拉結(jié)構(gòu)新體系,并應(yīng)用于多項(xiàng)工程 1.1 自主研發(fā)了V型徑向索弦支網(wǎng)格穹頂新型結(jié)構(gòu)體系 該體系結(jié)合了索穹頂和單層網(wǎng)殼各自的優(yōu)勢,通過徑向索系幾何形態(tài)優(yōu)化,解決了傳統(tǒng)索撐體系環(huán)向扭轉(zhuǎn)穩(wěn)定承載力不足的問題;配套開發(fā)了一種索撐節(jié)點(diǎn)連接裝置,實(shí)現(xiàn)了鋼網(wǎng)殼多承壓少受彎的優(yōu)化形態(tài)效應(yīng),使該體系具有了更大的跨越能力。該新型體系應(yīng)用于2008奧運(yùn)會(huì)羽毛球館,建成了世界上首個(gè)大跨度弦支穹頂結(jié)構(gòu)工程,引領(lǐng)了我國大跨度弦支穹頂結(jié)構(gòu)工程的快速發(fā)展和應(yīng)用。 ??北京奧運(yùn)會(huì)羽毛球館(弦支穹頂結(jié)構(gòu),跨度93m) 1.2 發(fā)明了索穹頂與外圍大懸挑結(jié)構(gòu)組合的新型結(jié)構(gòu)體系 國外已建的大跨度索穹頂體育場館,外圈均設(shè)置受力巨大的環(huán)梁結(jié)構(gòu),總體技術(shù)經(jīng)濟(jì)性未達(dá)到最優(yōu)。研究團(tuán)隊(duì)提出的新型結(jié)構(gòu)體系,通過優(yōu)化連接構(gòu)造和預(yù)應(yīng)力度,使索穹頂產(chǎn)生的向內(nèi)拉力與外圍懸挑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的向外拉力在環(huán)梁處達(dá)到自平衡,顯著減小環(huán)梁受力,降低環(huán)梁結(jié)構(gòu)用鋼量。通過自主創(chuàng)新,設(shè)計(jì)并建成了鄂爾多斯伊金霍洛旗全民健身體育館,成為國內(nèi)第一個(gè)大跨度索穹頂結(jié)構(gòu)工程,也是世界上首個(gè)索穹頂與多層大懸挑結(jié)構(gòu)組合的新型結(jié)構(gòu)工程(2層43m懸挑),突破了歐美國家對大跨度索穹頂結(jié)構(gòu)長期的壟斷局面。 ??伊金霍洛旗全民健身體育館(索穹頂結(jié)構(gòu),跨度71.2m) 1.3 開發(fā)了巨型桁架-索-膜新型結(jié)構(gòu)體系 針對傳統(tǒng)體育場主、次桁架結(jié)構(gòu)中主桁架高跨比大(高跨比1/18)、用鋼量高的不足,開發(fā)出一種巨型桁架-索-膜新型結(jié)構(gòu)體系。該體系主拱桁架與次桁架V形連接,形成空間整體受力的圓錐面巨型桁架,與內(nèi)部開口式索膜張拉結(jié)構(gòu)形成一種新型結(jié)構(gòu)體系。該新體系應(yīng)用于蕪湖市奧林匹克公園主體育場,由于受力合理,使得跨度273m的前主拱桁架高度僅為3m(高跨比僅為1/90),主拱腳推力僅為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的1/20,比同等規(guī)??缍鹊膫鹘y(tǒng)主次桁架結(jié)構(gòu)節(jié)省用鋼量2100t,節(jié)材45%以上。 ??蕪湖體育場 (巨拱桁架-索膜結(jié)構(gòu),跨度273m) 1.4 開發(fā)了新型非對稱開口式索膜整體張拉結(jié)構(gòu)體系 由吊索、脊索、谷索三層徑向索和環(huán)索組成的空間索網(wǎng),通過膜面張拉和脊谷索張拉,形成富于建筑動(dòng)感的非對稱開口式索膜張拉結(jié)構(gòu),并與外圍鋼結(jié)構(gòu)環(huán)梁形成一種新型預(yù)應(yīng)力整體張拉結(jié)構(gòu)體系。該體系應(yīng)用于跨度達(dá)283m的盤錦體育場,采用地面整體組裝,整體張拉一次成形,技術(shù)經(jīng)濟(jì)性好,建筑效果佳,成為擁有自主設(shè)計(jì)版權(quán)的我國最大跨度非對稱開口式索膜整體張拉結(jié)構(gòu)工程。 ??盤錦體育中心體育場(非對稱開口式索膜整體張拉結(jié)構(gòu)) 2、提出了預(yù)應(yīng)力整體張拉結(jié)構(gòu)全過程性能設(shè)計(jì)方法與多階段安全設(shè)計(jì)指標(biāo) 2.1 首次提出了預(yù)應(yīng)力整體張拉結(jié)構(gòu)全過程性能化設(shè)計(jì)方法,建立了多階段安全設(shè)計(jì)指標(biāo) 任何新體系、新技術(shù)的應(yīng)用,其安全設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)指標(biāo)都是首先要解決的核心技術(shù)問題。歐美國家現(xiàn)行設(shè)計(jì)方法沒有充分考慮到預(yù)應(yīng)力整體張拉結(jié)構(gòu)“體系變形大而索構(gòu)件延性小”的特征,存在安全缺陷。 研究團(tuán)隊(duì)提出預(yù)應(yīng)力張拉與承載全過程性能化設(shè)計(jì)方法,并通過系列新體系模型力學(xué)性能試驗(yàn),揭示出該體系“彈性狀態(tài)-徑向索松弛-環(huán)索屈服-結(jié)構(gòu)破壞”的多階段受力特性及破壞機(jī)理,提出正常使用荷載彈性狀態(tài)、超使用荷載彈塑性狀態(tài)多階段的承載力設(shè)計(jì)指標(biāo)和變形設(shè)計(jì)指標(biāo),保證了結(jié)構(gòu)彈塑性大變形全過程安全,填補(bǔ)了國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范空白。在預(yù)應(yīng)力整體張拉結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)指標(biāo)體系方面,取得了突破性成果。 ??索穹頂受力性能試驗(yàn)與全過程效應(yīng)曲線 ??弦支穹頂結(jié)構(gòu)力學(xué)性能試驗(yàn)與全過程效應(yīng)曲線 ??PCT國際專利 2.2 首次提出了索穹頂結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力度的工程實(shí)用確定方法 合理的預(yù)應(yīng)力度會(huì)顯著減小體系變形、提高承載力并改善延性,預(yù)應(yīng)力度偏低會(huì)造成結(jié)構(gòu)承載力不足、過高會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)脆性破壞,目前國內(nèi)外還缺乏工程師實(shí)用的預(yù)應(yīng)力度計(jì)算公式和確定方法。基于索穹頂結(jié)構(gòu)全過程分析,揭示出滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定承載力與變形要求的設(shè)計(jì)成形態(tài)對應(yīng)的預(yù)應(yīng)力度,與自重作用下體系初始成形態(tài)對應(yīng)的初始預(yù)應(yīng)力存在內(nèi)在比例關(guān)系,在國際上首次提出了工程實(shí)用的“基于索穹頂張拉和承載全過程分析的預(yù)應(yīng)力確定方法”,解決了工程設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)難題。 3.1 提出節(jié)點(diǎn)性能化設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)指標(biāo) 預(yù)應(yīng)力整體張拉結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)由索體與鋼節(jié)點(diǎn)通過摩擦接觸相連,與傳統(tǒng)鋼節(jié)點(diǎn)具有不同的受力機(jī)理,國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)均沒有明確的計(jì)算方法和安全設(shè)計(jì)指標(biāo);為此,開展了預(yù)應(yīng)力“索-鋼”節(jié)點(diǎn)承載力性能和疲勞性能系列節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)研究,結(jié)合節(jié)點(diǎn)荷載-應(yīng)變?nèi)^程響應(yīng)分析結(jié)果,揭示出“索-鋼”節(jié)點(diǎn)處索鋼接觸單元受力機(jī)理,確定了節(jié)點(diǎn)破壞準(zhǔn)則,首次提出了該類節(jié)點(diǎn)安全設(shè)計(jì)指標(biāo)。該成果已成功應(yīng)用于河南藝術(shù)中心工程和貴陽奧體中心體育場等各類預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)工程。 ??河南藝術(shù)中心及其索-鋼節(jié)點(diǎn)試驗(yàn) ??貴陽體育場及其索-鋼節(jié)點(diǎn)試驗(yàn) 3.2 研發(fā)了預(yù)應(yīng)力整體張拉結(jié)構(gòu)系列節(jié)點(diǎn)構(gòu)造和裝置 研發(fā)了可滑動(dòng)的索夾連接節(jié)點(diǎn)、索撐節(jié)點(diǎn)連接裝置、可伸縮鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)、鋼索連接錨具、用于索膜結(jié)構(gòu)的鉸鏈結(jié)構(gòu)等新型節(jié)點(diǎn)和構(gòu)造,減少了預(yù)應(yīng)力損失、改善了結(jié)構(gòu)和節(jié)點(diǎn)受力、方便了張拉施工;發(fā)明了改善索穹頂結(jié)構(gòu)性能的構(gòu)造方法,有效提高了索穹頂結(jié)構(gòu)的索撐系統(tǒng)環(huán)向扭轉(zhuǎn)穩(wěn)定性能。成果成功應(yīng)用于長春經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)體育場、中關(guān)村國家自主創(chuàng)新展示中心等工程中。 ??左起:長春經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)體育場、中關(guān)村自主創(chuàng)新展示中心 自2000年以來,本團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持產(chǎn)學(xué)研用合作創(chuàng)新研發(fā),共同完成了預(yù)應(yīng)力整體張拉結(jié)構(gòu)科研課題13項(xiàng)、試驗(yàn)研究7項(xiàng),共同完成工程項(xiàng)目15項(xiàng)。在《建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)》分別發(fā)表了弦支穹頂和索穹頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、科研、試驗(yàn)及工程應(yīng)用兩期論文專輯,項(xiàng)目研究成果編入了《現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)》、《新型建筑索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與監(jiān)測》。在此基礎(chǔ)上,將預(yù)應(yīng)力整體張拉結(jié)構(gòu)全過程性能設(shè)計(jì)方法與安全指標(biāo)體系、全過程動(dòng)態(tài)仿真分析與成套施工技術(shù),以及新體系、新節(jié)點(diǎn)、新產(chǎn)品創(chuàng)新成果進(jìn)行集成,形成了預(yù)應(yīng)力整體張拉結(jié)構(gòu)全產(chǎn)業(yè)鏈成套技術(shù)。 參編了我國首部《預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》,填補(bǔ)了國內(nèi)空白(國際上亦無此類完整的規(guī)程)。規(guī)程指導(dǎo)性和可操作性強(qiáng),為國內(nèi)百余項(xiàng)新型預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收提供了依據(jù),對我國預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的推廣和發(fā)展起到巨大的推動(dòng)作用,引領(lǐng)了該類新型結(jié)構(gòu)在我國的科學(xué)發(fā)展。 5.1 成都博物館 該建筑總建筑面積6.5萬m2,地上5層展廳,地下4層,結(jié)構(gòu)為集高位連體、多層大懸挑為一體的特別不規(guī)則體系。為天府廣場人群提供遮風(fēng)雨空間,并作為活動(dòng)廣場;南側(cè)20m多層懸挑,為僅15m之遙的清真寺打開視覺空間;東側(cè)有33m的5層大懸挑,解決了城市地下軌道交通規(guī)劃與建設(shè)規(guī)劃之間的矛盾。 針對該結(jié)構(gòu)工程,課題組開發(fā)了空間外網(wǎng)格與內(nèi)部核心筒及柜架混合的多高層空間結(jié)構(gòu)體系。并提出了該創(chuàng)新體系的設(shè)計(jì)方法與指標(biāo),通過振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn),驗(yàn)證新體系抗震安全性;開發(fā)了空間外網(wǎng)格與內(nèi)部核心筒及柜架混合的多高層空間結(jié)構(gòu)體系,并提出了該創(chuàng)新體系的設(shè)計(jì)方法與指標(biāo),通過振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn),驗(yàn)證新體系抗震安全性。 該建筑已經(jīng)歷了2016年6月27日綿陽4.6級(jí)地震、2017年九寨溝7.0級(jí)地震,地震作用效應(yīng)明顯小于周邊建筑,結(jié)構(gòu)安全并有效保護(hù)了文物。 ??成都博物館 5.2 杭州國際會(huì)議中心(結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)) 建筑造型為85m直徑圓球體,地上15層,與大劇院形成日月同輝建筑形象。原結(jié)構(gòu)方案為鋼筋混凝土核心筒—框架結(jié)構(gòu)。由于建筑平面為不封閉“C形”,剖面同樣為“C形”,結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)嚴(yán)重,核心筒墻體達(dá)到700mm,仍不滿足抗震性能要求。該結(jié)構(gòu)方案關(guān)注到球體外表經(jīng)緯線組成的網(wǎng)格,是典型的幾何力學(xué)穩(wěn)定的“梯子”單元,輔以外殼支撐單元,構(gòu)造出外網(wǎng)格球殼-內(nèi)鋼框架高層空間結(jié)構(gòu)體系。通過對結(jié)構(gòu)方案進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),球殼空間網(wǎng)格抗側(cè)剛度強(qiáng)大且均勻,實(shí)現(xiàn)了球體造型建筑抗震安全性能;同時(shí)可取消原設(shè)筒體、弱化內(nèi)部結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度。有效解決了原方案抗震扭轉(zhuǎn)難題,釋放出內(nèi)部空間,實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部雙C型建筑功能的要求。 ??杭州國際會(huì)議中心 5.3 海南生態(tài)智慧新城田園科技中心 該建筑總建筑面積3.2萬m2 ,五邊形管狀展陳空間(noodles)螺旋上升,其中穿插若干方形體(sticks),建筑造型寓意“互聯(lián)互通”。原設(shè)計(jì)方案按傳統(tǒng)的核心筒—懸挑(桁架)設(shè)計(jì)理念,為幾何不規(guī)則、傳力不順暢體系,建筑展陳空間被懸挑桁架打斷,不符合“互聯(lián)互通”理念。結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)充分利用螺旋上升管狀空間(noodles)外表面交融連接的建筑機(jī)理,采用空間三角形網(wǎng)格交互相連,形成力學(xué)高效的多層空間結(jié)構(gòu)形式,并實(shí)現(xiàn)內(nèi)部空間的互相連通。 ??海南生態(tài)智慧新城田園科技中心 6、依靠預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢,拓展新興市場;將先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于環(huán)保領(lǐng)域,取得更多創(chuàng)新成果 6.1 新型封閉煤場結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建設(shè) 根據(jù)國家環(huán)保要求,全國有數(shù)千座煤場(料場)需要封閉,傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)不滿足電廠正常運(yùn)營及安全要求。團(tuán)隊(duì)大力推廣預(yù)應(yīng)力鋼管相貫桁架結(jié)構(gòu)體系在煤場封閉工程中的應(yīng)用。預(yù)應(yīng)力鋼管相貫桁架結(jié)構(gòu)體系屬于張弦立體桁架結(jié)構(gòu),已納入JGJ 7-2010《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》、CECS212:2006《預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中,是一種成熟的大跨度鋼結(jié)構(gòu)體系。 預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外大型民用公共建筑領(lǐng)域,跨度達(dá)到260m以上。一般情況下預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)可節(jié)約鋼材30%以上。應(yīng)用大跨度預(yù)應(yīng)力鋼管相貫桁架結(jié)構(gòu),煤棚內(nèi)部無需支撐柱,內(nèi)部空間大,空間利用率高,推煤機(jī)在內(nèi)部運(yùn)行不受影響。 ??國投欽州發(fā)電廠二期擴(kuò)建煤場封閉工程(跨度:199m,縱向長度:252m,已投入使用) ![]() ??內(nèi)蒙古大唐國際托克托電廠五期擴(kuò)建封閉煤場工程(跨度:188m,縱向長度:210m,主結(jié)構(gòu)已施工完成) ![]() ??大唐國際廣東雷州發(fā)電廠煤場封閉工程(跨度:188m,縱向長度:364m,設(shè)計(jì)完成) 6.2 新型風(fēng)電塔架設(shè)計(jì)與建設(shè) 石化能源是大氣污染的主要源頭,發(fā)展風(fēng)電是國家戰(zhàn)略要求。傳統(tǒng)鋼塔架成本高,且不適用于大功率風(fēng)電機(jī)組的發(fā)展。團(tuán)隊(duì)開發(fā)了國內(nèi)首個(gè)預(yù)應(yīng)力混凝土風(fēng)電塔架(混凝土塔高15m),國內(nèi)首個(gè)預(yù)制裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土塔架(混凝土塔高45m)。形成了一整套新型預(yù)應(yīng)力風(fēng)電塔架設(shè)計(jì)方法,完成了塔架1000萬次級(jí)別疲勞試驗(yàn)和大比例縮尺試驗(yàn)研究。 ??新型風(fēng)電塔架設(shè)計(jì)與建設(shè) 近年內(nèi),發(fā)表在《建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)》等學(xué)術(shù)期刊上的學(xué)術(shù)論文50余篇,其中EI收錄21篇;參加國內(nèi)外學(xué)術(shù)會(huì)議并作主題報(bào)告20余次;由住建部、中國鋼協(xié)、貴州省住建廳等分別組織完成項(xiàng)目成果鑒定四項(xiàng),成果均達(dá)到國際先進(jìn)水平。 打造核心技術(shù)和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),經(jīng)過近7年的不懈努力,分別在預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域、減隔震和文物防震保護(hù)領(lǐng)域,形成了兩個(gè)專利集群,共申請專利約80項(xiàng),已獲得國家發(fā)明專利授權(quán)近四十項(xiàng),國際發(fā)明專利授權(quán)1項(xiàng),實(shí)用新型專利授十余項(xiàng)。形成了從設(shè)計(jì)方法、控制指標(biāo)、結(jié)構(gòu)體系、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造到產(chǎn)品的系列化專利群。 研究成果獲獎(jiǎng)情況: ◆ 中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng):特等獎(jiǎng)、一等獎(jiǎng)和二等獎(jiǎng)各一項(xiàng); ◆ 北京市科技進(jìn)步獎(jiǎng):二等獎(jiǎng); ◆ 中國土木工程學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng):詹天佑獎(jiǎng)(三次); ◆ 科技部“科技奧運(yùn)”創(chuàng)新獎(jiǎng); ◆ 英國皇家結(jié)構(gòu)工程師協(xié)會(huì)中國區(qū)優(yōu)秀結(jié)構(gòu)獎(jiǎng):銀獎(jiǎng); ◆ 中國勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)全國優(yōu)秀工程勘察設(shè)計(jì)獎(jiǎng):一等獎(jiǎng); ◆ 榮獲華夏建設(shè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng):一等獎(jiǎng)。 ◆ 國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)(葛家琪為第一完成人) 1、博物館文物全系統(tǒng)防震安全研究與產(chǎn)業(yè)化實(shí)踐 博物館是保護(hù)和利用文物的載體,將可移動(dòng)文物大量流向博物館集中保存,有利于文物保護(hù)和管理,但也加大了地震下集中損毀的可能性。我國60%以上博物館處在強(qiáng)震多發(fā)地震帶上,2008年5.12汶川地震,造成2700余件館藏文物損毀。 地震的發(fā)生時(shí)間和強(qiáng)度均具有高度不可預(yù)見性,某5.12汶川災(zāi)后新建博物館已提高結(jié)構(gòu)防震等級(jí),遭遇5年后4.20蘆山地震,館舍結(jié)構(gòu)及人員基本安全,卻仍舊造成諸多珍貴文物損毀,現(xiàn)象源于我國現(xiàn)行博物館安全規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系對文物防震沒有要求,致使地震中存在博物館館舍安全而文物不安全的突出問題。 為此,團(tuán)隊(duì)在博物館工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行了技術(shù)外延,開展了博物館及館藏文物系統(tǒng)防震安全性研究和實(shí)踐,提出了“地震波+館舍+展柜+文物”全系統(tǒng)防震安全評判指標(biāo)、設(shè)計(jì)方法,開發(fā)了成套裝備,形成了以博物館文物防震保護(hù)為核心技術(shù)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)專利族。 ??博物館文物防震技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)構(gòu)架 參編了《博物館建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》、《博物館建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》、《館藏文物防震規(guī)范》、《館藏文物防震裝置》等行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),成果獲得了國家文物局“十二五”文物保護(hù)科學(xué)和技術(shù)二等獎(jiǎng)、全國十佳文博技術(shù)產(chǎn)品獎(jiǎng)、中關(guān)村新技術(shù)新產(chǎn)品(服務(wù))認(rèn)證和北京市新技術(shù)新產(chǎn)品(服務(wù))認(rèn)證。主要項(xiàng)目示范如下: 2、文物建筑防震安全評估與抗震性能化設(shè)計(jì) 受鄭州市文物局委托,開展鄭州二七罷工紀(jì)念塔抗振(震)安全評估。鄭州二七大罷工紀(jì)念塔和紀(jì)念堂反映了在中國共產(chǎn)黨領(lǐng)導(dǎo)下,工人階級(jí)的斗爭史實(shí)和不屈不撓的革命精神,2006年被國務(wù)院列入第六批全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位名單,極富愛國主義教育意義。 研究的重點(diǎn)有:適用于不可移動(dòng)文物建筑的結(jié)構(gòu)安全指標(biāo)確定,國保級(jí)不可移動(dòng)文物建筑的材料性能識(shí)別與選取,適用于不可移動(dòng)文物建筑的模型簡化方法和抗震性能設(shè)計(jì)分析方法,地鐵振動(dòng)等綜合因素影響下的抗震安全性分析。在文物建筑方面目前團(tuán)隊(duì)已開展了相關(guān)理論探索,承接了國家文物局行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《文物防震磚石質(zhì)古建筑評估規(guī)范》。 與北京交通大學(xué)合作,在文物防軌道交通振動(dòng)領(lǐng)域目前已有近十年的合作研究。采用現(xiàn)場實(shí)測、理論分析和有限元模擬三者結(jié)合的技術(shù)路徑,開展“振源-傳播過程-建筑及文物本體”傳播全過程的實(shí)測與分析研究,目前已完成了洛陽城市軌道交通建設(shè)過程中的文物防振安全影響評估、虎門環(huán)島路建設(shè)文物影響評估、佛山博物館與下穿城際高鐵共建的振動(dòng)影響評估等專項(xiàng)評估和全系統(tǒng)防振技術(shù)措施方案設(shè)計(jì),獲得了北京市科技服務(wù)業(yè)專項(xiàng)支持。 本次走訪交流活動(dòng)中,我們深切體會(huì)了科研工作者的使命感與責(zé)任擔(dān)當(dāng),葛家琪總結(jié)構(gòu)師及其團(tuán)隊(duì)成員對設(shè)計(jì)、科研工作的熱愛與追求,以及對歷史、文化傳承保護(hù)的家國情懷,作為編輯,我們深受鼓舞和激勵(lì)! 最后,特別感謝對本次走訪交流活動(dòng)提供周到服務(wù)的葛家琪研究團(tuán)隊(duì)的大力支持! |
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