鋼-混凝土組合結構抗震及穩(wěn)定性研究取得新進展

　　8月22日，中南大學與中國建筑股份有限公司、中建五局建設工程股份公司和湖南省中大建科土木科技有限公司共同完成的“鋼-混凝土組合結構抗震及穩(wěn)定性研究與應用”項目順利通過湖南省科學技術廳組織召開的科技成果鑒定。鑒定委員會一致認為，該項成果具有重要的學術和工程應用價值，總體達到了國際先進水平，其中鋼管混凝土格構柱與鋼管混凝土柱-組合梁組合框架結構抗震及穩(wěn)定性分析方法居國際領先水平。

　　鋼-混凝土組合結構綜合了混凝土結構和鋼結構的優(yōu)點，具有“輕型大跨”、“預制裝配”、“快速施工”、“抗震穩(wěn)定”等特點，更容易滿足現(xiàn)代結構對功能的需求，在實際工程中得到了廣泛應用。然而，國內外許多學者多年來一直致力于鋼-混凝土組合結構的靜力性能和新型結構體系開發(fā)等方面的研究，對鋼-混凝土組合結構的抗震性能、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定等關鍵技術仍缺乏系統(tǒng)深入的理論分析和試驗數(shù)據(jù)，我國鋼-混凝土組合結構現(xiàn)有規(guī)范規(guī)程的相關條文中抗震性能和穩(wěn)定性能的內容還是空白，不能滿足組合結構快速發(fā)展的需求。

　　為此，中南大學土木建筑與工程學院蔣麗忠教授課題組聯(lián)合中國建筑股份有限公司、中建五局建設工程股份公司和湖南省中大建科土木科技有限公司，從2000年開始對鋼-混凝土組合結構的抗震及穩(wěn)定性能進行研究，并先后得到國家自然科學基金、湖南省杰出青年基金和相關企業(yè)的持續(xù)資助，并取得了以下創(chuàng)新成果：

　　1、建立了組合梁正彎矩區(qū)和負彎矩區(qū)的恢復力模型，全面分析綜合力比、剪力連接度和橫向配筋率對組合梁延性和恢復力模型的影響；提出了經(jīng)濟合理的工字型組合梁和箱型組合梁的整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的計算理論與設計方法以及組合梁負彎矩區(qū)穩(wěn)定設計的修正方法，完善和發(fā)展了簡支與連續(xù)組合梁抗震計算與設計方法。

　　2、首次開展了鋼管混凝土格構柱的抗震性能研究，得到不同參數(shù)對其抗震性能的影響，建立了鋼管混凝土格構柱軸壓、偏壓極限穩(wěn)定承載力和局部穩(wěn)定性理論分析方法及其設計方法；提出了單肢鋼管混凝土軸壓短柱的彈塑性全過程分析方法、偏壓構件的模型柱法、非線性有限元法以及變形實用計算公式和組合截面實用計算方法。

　　3、提出了考慮組合效應的鋼管混凝土柱-組合梁組合框架恢復力模型，建立了組合框架結構地震作用下彈塑性時程分析方法和基于位移與能量性能的組合框架抗震分析方法；建立了考慮組合效應的組合框架屈曲荷載計算方法和計算長度法，提出了考慮組合效應以及半剛性連接的組合框架二階分析方法和簡化塑性穩(wěn)定設計方法。

　　以上研究成果已在全國10多個城市的18個實際工程中得到了推廣應用，取得了顯著的經(jīng)濟效益與社會效益，具有廣闊的推廣應用前景。同時，培養(yǎng)了博士研究生3名，碩士研究生21名；發(fā)表科研論文80多篇，其中SCI收錄3篇，EI收錄42篇，ISTP收錄7 篇；主辦全國性學術會議2次。大大提高了我國鋼-混凝土組合結構的研究水平，為組合結構技術的應用與推廣起到了積極作用。