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李帼昌教授受邀在Engineering Structures亚太区系列学术论坛作特邀报告

2022-08-25 14:12  土木工程学院  (阅读人数:

8月19日,我校土木工程学院院长李帼昌教授受邀在“2022 Engineering Structures亚太区系列学术论坛”作题为“高强方钢管高强混凝土结构的研究进展”特邀报告。本次报告由《Engineering Structures》青年编委谢天宇博士主持,报告在腾讯会议以及Elsevier直播平台上同时进行直播,吸引了来自海内外超过2000名高校师生、企业界、工程师等的积极参与。

《Engineering Structures》创刊于1978年,是Elsevier旗下结构工程领域的国际顶级期刊,Q1区,影响因子5.582,也是我国建筑科学领域高质量科技期刊T1级期刊,主要刊登基础设施工程、地震工程、结构动力学、结构健康监测等20余个领域的最新研究成果。

李帼昌教授介绍了高强方钢管高强混凝土结构的研究背景及意义,高强方钢管高强混凝土构件在提高承载力性能的基础上,进一步减少截面尺寸、降低自重,节约铁矿石、水泥、砂石等不可再生资源。高强方钢管高强混凝土的研究对资源的可持续利用、土木工程绿色发展和加速实现碳达峰碳中和目标具有重要意义。目前,国内外对基于高强材料的钢管混凝土构件研究虽然取得了一些成果,但对高强方钢管高强混凝土结构的研究尚需进一步深入进行。李帼昌教授团队围绕工程实际需求,深入开展了高强方钢管高强混凝土构件、新型装配式铝合金内芯屈曲约束支撑、高性能钢管混凝土柱-钢梁连接节点以及铝合金屈典约束支撑-高强方钢管混凝土结构体系等系列关键技术研究。

李帼昌教授针对高强方钢管高强混凝土结构在计算理论和设计方法等方面的关键难题,开展了高强钢管混凝土结构关键技术研究,建立了组合材料本构关系模型,提出了高强方钢管与高强混凝土强度匹配准则;通过对材料间接触应力的分析,明晰了构件的约束效应机制;基于揭示高强方钢管高强混凝土各类构件的工作机理及含钢率、偏心率和长细比等重要参数的影响机制,建立了各类构件的精准计算模型与设计方法,实现高强方钢管混凝土构件的精细化设计。

李帼昌教授团队开发了新型装配式铝合金内芯屈曲约束支撑并获得发明专利,通过对新型支撑的滞回受力全过程分析和多波屈曲分析,揭示了支撑的耗能机制;基于各组件的参数优化分析,提出了支撑的合理构造,建立了基于性能的优化设计方法。该新型支撑重量轻、耐腐蚀好、抗弯刚度大、整体稳定性好、耗能能力强,循环硬化和应变强化性能突出,保证了新型支撑在屈服后仍有较强的抵抗变形的能力。

李帼昌教授团队研发了具有构造简单、传力可靠、装配化程度高等优点的3种高性能钢管混凝土柱-钢梁新型连接节点;通过新型节点的影响因素优化分析,提出了节点的合理构造;基于揭示新型节点域的应力传递规律,建立了节点刚度和承载力计算方法。

李帼昌教授团队研发了铝合金屈曲约束支撑-高强方钢管混凝土结构体系,通过对四种不同结构体系的静力弹塑性及动力时程对比分析,证明了采用高强材料和屈曲约束支撑可以减小结构周期,高强材料的发挥作用使得结构损伤程度降低。通过抗震性能影响因素分析,给出了各参数合理的建议取值范围;通过经济性对比分析,证明了该新型结构体系能够节约大量资源、显著降低造价,具有显著的工程应用价值。通过地震易损性分析,证明了结构体系具有良好的抗倒塌性能。

李帼昌教授团队基于上述研究成果,编制了中国工程建设标准协会标准《高强钢管混凝土结构技术规程》T/CECS 987-2021,该标准填补了高强钢管混凝土构件设计技术的空白,适用面广、创新性强、特色鲜明、技术先进,可为工程设计、施工及验收提供技术依据。

在交流环节中,来自国内外各大高校的师生及观众就高强钢管高强混凝土柱的抗火性能、材料强度匹配、工作机理等方面进行了提问。李帼昌教授对此进行了深入解答与探讨,得到了与会专家、学者的高度评价。

在报告的最后,李帼昌教授对Engineering Structures亚太区系列学术论坛的邀请表示感谢。同时,与会专家、学者纷纷表示通过此次学术讲座,了解到了高强方钢管混凝土结构的最新进展研究情况,拓宽了学术视野,并在与李帼昌教授的深层次交流中得到了多方面的启发与收获。

撰稿:申明昊 编辑:韩丹

 

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