完成单位：同济大學(xué)

获奖等级：集體(tǐ)一等奖

成果简介：

自2000年以来，项目组针对高层建筑装配整體(tǐ)式混凝土结构工程中的关键技术难题，包括结构體(tǐ)系单一、节点与连接构造复杂、成套设计施工与制作成套技术缺乏系统研究等问题，从新(xīn)型结构體(tǐ)系研发、设计方法、施工与制作关键技术等4方面着手，深入、系统地开展了科(kē)技创新(xīn)研究，取得了一系列原创性成果。

1、主要科(kē)技创新(xīn)

⑴高层建筑新(xīn)型装配整體(tǐ)式混凝土结构體(tǐ)系

①研发了5类新(xīn)型装配整體(tǐ)式混凝土剪力墙结构

针对传统装配整體(tǐ)式混凝土剪力墙中竖向钢筋连接与构造复杂、施工难度大、质量难以控制等问题，研发了分(fēn)别采用(yòng)单排套筒连接、单排波纹管浆锚搭接连接以及单排螺栓连接的装配整體(tǐ)式混凝土剪力墙；针对传统剪力墙开间小(xiǎo)、室内布置不灵活等不足，研发了采用(yòng)大跨度预应力叠合楼板的装配整體(tǐ)式混凝土剪力墙；研发了承重与保温一體(tǐ)化的预制混凝土夹心保温剪力墙。系统完成了5类新(xīn)型装配整體(tǐ)式混凝土剪力墙（共80个足尺模型）在高轴压比下的低周反复荷载试验研究，揭示了剪力墙的破坏模式与失效机理(lǐ)。研究证明了上述剪力墙均具有(yǒu)与现浇结构相近的抗震性能(néng)。

②研发了4类新(xīn)型装配整體(tǐ)式混凝土框架结构

在现浇柱叠合梁框架结构和预制柱叠合梁框架结构中采用(yòng)了自重轻、整體(tǐ)性好的U型叠合梁；装配整體(tǐ)式型钢混凝土框架结构则通过螺栓连接型钢，实现梁柱快速拼装，现场施工时无需设置支撑，便于多(duō)层连续施工；為(wèi)避免建筑室内梁、柱凸出，研发了装配整體(tǐ)式异形柱框架结构。试验证明4类新(xīn)型框架结构具有(yǒu)良好的抗震性能(néng)，按现浇等同原则设计装配整體(tǐ)式框架结构是完全可(kě)行的。

 ③研发了适用(yòng)于预制混凝土夹心保温墙體(tǐ)的新(xīn)型FRP连接件

创新(xīn)研发了新(xīn)型FRP连接件。系统的物(wù)理(lǐ)力學(xué)性能(néng)试验表明，该连接件抗拔与抗剪承载力高；合理(lǐ)考虑混凝土环境影响系数，可(kě)实现连接件与主體(tǐ)结构同寿命；预制夹心保温外墙承载力和刚度较大，耐火极限满足设计要求。

本项目研发的上述新(xīn)型高层建筑装配整體(tǐ)式混凝土结构體(tǐ)系均已纳入现行國(guó)家标准或地方标准中。

⑵高层建筑装配整體(tǐ)式混凝土结构设计方法

①发展了装配整體(tǐ)式混凝土结构设计理(lǐ)论

建立了相应的恢复力模型；提出了剪力墙基于不同性能(néng)指标的设计理(lǐ)论；推导了考虑横向接缝影响的、双向叠合板抗弯承载力理(lǐ)论计算公式。

建立了相应的恢复力模型；提出了框架节点刚度与承载力退化模型。在此基础上，提出了装配整體(tǐ)式框架结构基于多(duō)种性能(néng)指标的设计理(lǐ)论。

提出了FRP连接件抗拔和剪切承载力的弹性力學(xué)计算模型，建立了预制夹心保温墙體(tǐ)受弯承载力与变形计算模型，提出了基于阿列纽斯方程的FRP连接件長(cháng)期性能(néng)退化模型。

②系统提出了装配整體(tǐ)式混凝土结构设计方法

提出了多(duō)种钢筋连接方案下装配整體(tǐ)式混凝土剪力墙中竖向钢筋单排连接以及钢筋连接區(qū)的加强构造措施；提出了配预应力叠合楼板的装配整體(tǐ)式混凝土剪力墙中防止拼缝區(qū)局部破坏的约束构造要求。

提出了装配整體(tǐ)式框架中梁柱纵筋连接以及节点核心區(qū)的构造要求；提出了型钢混凝土框架中梁柱接头區(qū)等强连接的构造措施；提出了考虑多(duō)种抗剪机理(lǐ)耦合作用(yòng)的、预制构件接缝受剪承载力计算方法。

提出了FRP连接件锚固長(cháng)度与抗火保护层厚度的设计指标；推导了预制混凝土夹心保温墙體(tǐ)受弯承载力与变形的简化计算公式；综合确定了FRP连接件的蠕变断裂系数以及环境影响系数。

 ⑶高层建筑装配整體(tǐ)式混凝土结构施工集成技术

①研发了装配整體(tǐ)式混凝土结构标准化施工工艺与安装信息系统

制定了标准化施工工艺，提出了“阶梯型拼装法”、“先挂后浇法”、“内外同步法”等标准化安装技术，开发了基于无線(xiàn)射频電(diàn)子芯片技术的预制构件安装信息系统，实现了安装过程实时可(kě)视化管理(lǐ)，保证了安装质量，提高了安装效率。

②研制了预制构件三向高精度安装测控技术及其机具

研制了基于GPS技术的预制构件三向高精度定位系统；开发了预制构件高精度数字化测量设备与新(xīn)型斜撑系统，首次提出了“导向辅助、两点定位、测控一體(tǐ)化”安装技术，较传统安装技术，精度提高40%以上，施工效率提高50%。

研制了预制构件自适应吊装系统，可(kě)适应不同类型构件的吊装姿态控制要求；开发了工具式铝合金竖向支撑體(tǐ)系，实现了高精度调校和高效搭设；开发了新(xīn)型套筒灌浆控制装置，解决了传统套筒灌浆工艺的快速可(kě)靠连接难题。

③研发了装配整體(tǐ)式混凝土结构施工安全防护新(xīn)技术

创新(xīn)研制了单元式外挂型和承插型安全施工防护體(tǐ)系，施工便捷，实现了标准化的高效装拆和全方位防护；研发了导轨式自爬升外墙无损脚手體(tǐ)系，实现外墙饰面的有(yǒu)效保护和避让；研制了标准节导向智能(néng)升降安全操作平台系统，改变了外墙落地脚手施工作业的传统。

⑷高层建筑预制混凝土构件标准化制作集成技术

①开发了装配整體(tǐ)式混凝土结构标准化预制构件信息系统

在國(guó)内首次建立了基于模数化拆分(fēn)的预制构件系列产品及其可(kě)视化设计软件系统，為(wèi)实现预制构件的数字化制作奠定了基础。

②研制了预制混凝土构件自动化生产流水線(xiàn)

研发了预制构件自动化流水生产工艺综合布局技术，相比固定台模生产線(xiàn)提高工效40%，并实现了预制构件节能(néng)和清洁生产。

开发了通用(yòng)性强、周转次数多(duō)、高精度组合式模具系统。

本项目组已建成多(duō)条自动化生产流水線(xiàn)，年产能(néng)超过一百万立方米。

③研发了预制构件立體(tǐ)存储与高效运输技术

研发了工具式预制构件立體(tǐ)存储工装系统；研发了预制构件标准化运输工装系统，减少构件破损70%，提高运输效率50%，并基本杜绝了构件饰面破损。

2、社会经济效益

同济大學(xué)是我國(guó)装配整體(tǐ)式混凝土结构體(tǐ)系研发、设计施工与制作等领域的领军单位。本项目成果為(wèi)我國(guó)建筑产业现代化的快速、稳健发展提供了技术支撑；提升了建筑节能(néng)水平，社会经济效益显著；打破國(guó)外产品技术垄断，提升了我國(guó)自主研发产品的核心竞争力；培养了我國(guó)装配整體(tǐ)式混凝土结构领域的中高级人才主力军。

本项目成果已直接应用(yòng)于76项高层建筑工程，总建筑面积达到390.20万平米，新(xīn)增销售额83.32亿元；其他(tā)非本项目完成单位在2000年~2016年应用(yòng)本项目成果，新(xīn)增销售额為(wèi)215.30亿元，新(xīn)增利润為(wèi)17.22亿元。

专家评语：