閩台合作土木工程技術福建省高校工程研究中心

一、閩台合作土木工程技術福建省高校工程研究中心概述
閩台合作土木工程技術福建省高校工程研究中心(Fujian-Taiwan Cooperative Institute of Civil Engineering Technology in Universities of Fujian Province)於2011年3月由福建省教育廳批准成立,依託福建工程學院,閩台合作土木工程技術福建省高校工程研究中心負責人為福建工程學院張錚教授。閩台合作土木工程技術福建省高校工程研究中心現有固定人員26人,其中教授7人、副教授10人、高級工程師2人、台籍教師2人,18人擁有博士學位。閩台合作土木工程技術福建省高校工程研究中心主要依託福建工程學院土木工程省級重點學科,針對建築結構、橋樑結構、地下工程結構等開展新技術、新結構、新材料的創新研發與套用推廣。近五年實驗室主持了7項國家級套用基礎研究科研項目和12項省部級套用基礎研究科研項目,獲省部級科技成果獎勵2項、授權專利21項。
二、閩台合作土木工程技術福建省高校工程研究中心主任簡介
張錚:博士,教授,碩士生導師,福建省高校傑出青年科研人才培育計畫人選,全國高等學校創業教育工作先進個人,國家一級註冊建造師,於2006年10月入職我校,現任福建工程學院土木工程學院副院長,兼任閩台合作土木工程技術福建省高校工程研究中心主任、國家級土木工程虛擬仿真實驗教學中心常務副主任、福建省土木建築學會理事。2013年至2014年作為福建省高校國內訪問學者在福州大學訪學,2015年至2016年作為國家公派訪問學者在澳大利亞西悉尼大學訪學。近年來圍繞鋼結構、鋁合金結構、組合結構和新型裝配式結構體系等相關領域發表學術論文42篇,其中SCI/EI收錄18篇,作為第一作者發表的論文中EI收錄10篇、ISTP收錄1篇、核心期刊10篇;主持和參與各類科研項目共25項,其中主持國家自然科學基金項目1項、福建省自然科學基金項目3項、福建省高校青年自然基金重點項目1項、福建省高校傑出青年科研人才培育計畫項目1項等;獲授權發明專利2項、實用新型專利8項。
三、閩台合作土木工程技術福建省高校工程研究中心主要研究方向及內容
本工程中心經過發展與整合,已形成三個特色鮮明的研究方向:結構工程災害防禦技術、橋樑工程抗震與減隔震、新型材料與新型結構。
1)結構工程災害防禦技術
1)多災害作用下隔震與消能減震結構關鍵技術研發
研發適用於福建省沿海地區強震強颱風作用下的新型組合隔震(振)體系;開發隔震支座新型連線節點、設計技術、隔震裝置施工安裝關鍵技術;研發適用於預製裝配式框架結構與鋼結構的新型消能減震裝置、製造工藝及其設計方法;研究與裝配式結構相配套的消能減震新型節點及其連線關鍵技術。
2)新型工業化建築結構體系理論與套用技術研究
開展適應建築工業化發展方向的鋼結構、鋁合金結構、組合結構和新型裝配式結構體系等的關鍵技術研究;開展鋁合金結構理論與套用技術研究、新型裝配式結構體系理論與套用技術研究、輕鋼結構體系理論與套用技術研究、組合結構理論與套用技術研究、新型結構體系套用技術研究、結構抗震性能研究等。
3)結構非線性動力分析關鍵技術問題研究
開展有限元高效精細分析方法研究,開發相關高性能算法;對衝擊作用下結構非線性動力回響特性及破壞模式、損傷演化機理、傳力機制和倒塌失效機理等科學問題展開研究;研究複雜結構節點連線的非線性有限元數值分析方法及技術;開展大型複雜結構建造過程的三維有限元數值仿真模擬關鍵技術研究。
2)橋樑工程抗震與減隔震
圍繞公路市政交通不斷湧現的新型橋樑結構,例如裝配式橋樑、跨海橋樑、異形橋樑等,系統深入研究其抗震與減隔震等關鍵技術,揭示地震作用下該新型結構的地震損傷機理,提出新的抗震設計方法與減隔震控制方法,提高地震作用下公路市政新型橋樑結構的整體抗震性能。同時圍繞高速鐵路新型橋樑,考慮橋上列車的行車安全性與結構的安全性,深入研究地震作用下車橋系統的動力特徵,揭示地震作用下車橋耦合系統的災變機理,針對高速鐵路橋樑提出新的抗震設計方法,為高速鐵路橋樑的設計提供依據。
3)新型材料與新型結構
加快新材料結構和新型結構體系的研發,符合綠色建築、綠色施工和產業化的要求,有利於我省快速形成產業優勢。
①新型建築材料靜動力性能研究。加速採用及開發新型建築材料並改造建築物的功能。新型建築材料是在傳統建築材料基礎上產生的新一代綠色建材,推廣套用新型牆體材料可有效減輕建築材料的環境負荷,實現建築材料的生態化。
②新型軌道材料和高性能建材性能研究。新型耐久性材料、耐火性材料、防腐材料和工程結構增強加固新技術在我省開展的廣度和深度也有待加強,與國內發達地區的差距在近年還有所擴大。
③新型節能結構體系研發和性能研究。隨著國際上節能減排的壓力越來越大,綠色節能建築結構體系的研發在國內蓬勃開展,相關技術日趨成熟;我省也有部分建築企業踏足其中,但相關產品技術指標還相對滯後,競爭力不足。鋁合金結構和組合結構在新材料結構中具有明顯的優勢,其推廣套用受到研究仍不充分的制約。
四、閩台合作土木工程技術福建省高校工程研究中心已取得的主要研究成果
(1)地基承載力的非線性能量耗散計算理論研究
本項目引入岩土的非線性破壞準則,從能量守恆的角度出發,以能量平衡方程代替力的微分平衡方程,分析計算變形力和運動場的發展規律。本項目研究成果已套用於岩質和軟土地基承載力求解,在國際上形成廣泛影響,並在多個工程實例中取得良好的套用效果。該課題研究成果獲2016年福建省自然科學三等獎。
(2) 富水軟弱地層淺埋暗挖大斷面城市隧道安全施工關鍵技術
提出了富水軟弱地層淺埋暗挖大斷面城市隧道H型空間止水與超前加固技術、下穿鐵路超淺埋暗挖隧道長管幕施工方法、隧道已初支段間隔擴挖管棚工作室方法、富水軟弱地層淺埋暗挖大斷面城市隧道下穿重要結構物的安全、快速施工技術及隧道施工安全風險管理技術等一系列成果,形成了富水軟弱地層淺埋暗挖大斷面城市隧道安全施工關鍵技術。該技術在武廣高速鐵路瀏陽河隧道、金沙洲隧道,溫福鐵路青岙隧道,廈門杏林市政道路下穿鐵路隧道工程、龍巖市政道路隧道工程等這些極具代表性的重要地下工程中得到成功套用。該成果獲2016年福建省科技進步三等獎。
(3)數位化建設項目信息互動系統開發
蔡雪峰教授課題組與福建省住建廳信息中心合作研發了“數位化建設項目信息互動系統”,該成果由福建省住建廳組織中建海峽、省二建、市三建等企業示範工程套用,取得很好的套用效果。研究成果編制了福建省工程建設地方標準《福建省建設工程電子檔案與電子檔案管理技術規程》(DBJ/T13-256-2016)。
(4)鋁合金模板體系關鍵技術研發
該項目由蔡雪峰教授課題組與福建方鼎建築材料有限公司、福建金正豐金屬工業有限公司、福建省南平鋁業有限公司、中建海峽建設發展有限公司進行了合作研發, 將為鋁合金模板體系的工程運用提供理論指導和依據,推動建築業的發展,節約施工成本,減少施工耗能。研究成果編制了福建省工程建設地方標準《福建省鋁合金建築模板體系技術規程》(DBJ/T13-236-2016)。
(5)超高大跨結構模板支撐體系關鍵技術及套用
該項目系統研究了高大模板支撐體系穩定性的影響因素並提出相應的設計方法、構造措施,形成了福建省地方標準《扣件式鋼管支撐高大模板工程安全技術規程》(DBJ/T13-181-2013,J12529-2014),並開發了相應的設計軟體,為建築行業高大模板支撐體系的安全施工提供依據。
五、閩台合作土木工程技術福建省高校工程研究中心在研的主要項目
1. 鋁合金樑柱焊接節點滯回性能與破壞機理
項目負責人:張錚
項目類型:福建省自然科學基金項目
2.地震作用下基於複合隔震體系的高速鐵路橋樑行車安全控制研究
項目負責人:雷虎軍
項目類型:國家自然科學基金項目
主要合作單位:福建工程學院
主要研究目標:提出適用於高速鐵路列車-軌道-橋樑時變系統的複合減震控制方法
主要研究內容:在原有地震-列車-軌道-橋樑動力模型的基礎上引入複合隔震體系,通過簡化鉛芯橡膠支座和粘滯阻尼器的力學模型、編制單元模組,建立可考慮複合隔震非線性邊界的列車-軌道-橋樑耦合振動分析程式,提出適用於高速鐵路列車-軌道-橋樑動力系統的複合減震控制方法。
3.考慮壓拱和懸鏈線效應的RC框架結構反應修正係數研究
項目負責人:崔雙雙
項目類型:國家自然科學基金項目
4.遠場長周期地震下樁-土-層間隔震結構體系的災變機理與失效控制
項目負責人:顏桂雲
項目類型:國家自然科學基金項目(協作項目)
5.裝配式鋼管約束耗能連線節點及其框架結構抗震機理與失效控制
項目負責人:莊金平
項目類型:國家自然科學基金面上項目
6.裝配式鋼管混凝土異形柱組合結構體系火災全過程工作機理與失效控制
項目負責人:鄭永乾
項目類型:國家自然科學基金面上項目
7.帶框預製鋼筋混凝土剪力牆混合結構抗震性能及設計控制
項目負責人:鄭蓮瓊
項目類型:國家自然科學基金面上項目
8.裝配整體式混凝土結構連續倒塌機理研究
項目負責人:崔雙雙
項目類型:福建省自然科學基金項目

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