近日,陕西省科学技术协会公布2024年陕西省科技工作者创新创业大赛结果。经过初赛、专项选拔赛和决赛路演答辩等环节角逐,中建西北院及中建震安科技工程有限公司共同完成的项目《新型建筑减隔震产品研发及产业化应用》获得一等奖。
本次大赛紧密围绕科技创新和产业创新深度融合发展,助力发展新质生产力,以助力秦创原创新驱动平台建设提质升级为目标,以促进创新链产业链资金链人才链深度融合发展为主线,聚焦创新主体培育,优化创新创业生态,激发创新人才活力,推动“三项改革”科技成果转化落地。
颁奖现场照片
新型建筑减隔震产品研发及产业化应用项目
减隔震技术是控制建筑地震灾害,保障建筑地震安全性与功能可恢复的重要技术手段。大量工程实际经验表明,减隔震技术在实际工程应用中仍存在以下三大技术难点。首先,利用隔震层水平大变形耗散地震能量时,必须解决隔震层抗拉与限位技术难题,避免隔震层破坏引发的建筑震害。其次,减震建筑面临减震产品与主体结构抗震性能协同设计难题,因此,必须研发可定制的减震产品,实现减震效果精准控制。最后,保障楼梯结构安全岛和逃生岛作用,必须攻克楼梯结构“剪刀支撑”效应释放技术难题。针对上述技术难点,项目团队经过持续重点攻关,形成了如下创新技术:
创新点一:隔震层抗拉与限位装置及其设计理论体系。针对隔震支座抗拉能力不足、水平位移控制难题,项目组基于大量工程实例,通过试验研究、理论分析、样机试制,采用带空程的碟簧、环簧装置,创新性地研发了隔震层抗拉与限位装置,并形成了设计计算理论、数值仿真方法、安装检修工法于一体的成套技术体系。该装置利用隔震层水平大变形产生抵抗拉力,在保证中震作用下隔震效果的同时,发挥抗拉与限位一体化作用,系统解决了大震、超大震作用下隔震层竖向拉力、水平位移控制难题,并有效改善了隔震层刚度、偏心和扭转问题,推动了隔震建筑的发展应用。
创新点二:高功能纯钢防屈曲支撑装置研究。针对传统屈曲约束支撑材料利用率低、减震效能不足、质量可控性差等瓶颈问题,项目组采用分区控制思想,将长细比较大的中部屈曲段移至支撑两端,创新性地研发了高功能纯钢防屈曲支撑装置,并通过试验研究、理论分析、数值模拟,提出了其定制化设计计算理论。该装置具有大刚度、高承载、易检修、可更换、设计灵活、稳定性高、耗能能力强等优点,其中,刚度相较传统屈曲约束支撑提高了50%以上,显著改善了屈曲约束支撑的抗震性能及减震效果,解决了屈曲约束支撑与主体结构抗震性能协同设计难题,保障了减震建筑的地震安全性与功能可恢复性。
创新点三:楼梯结构减隔震体系与技术标准。面向楼梯结构地震安全性与功能性保障需求,项目组率先融合减隔震与建筑工业化思想,开创性地研发了可装配的楼梯橡胶隔震支座和楼梯软钢支座,并形成了集产品、图集、标准于一体的楼梯减隔震技术体系。该产品既解决了建筑美观的外在问题,克服了柔性填充对建筑效果的影响;又解决了结构抗震和安全的内在问题,减轻了楼梯“剪刀支撑”效应对主体结构抗震性能的不利影响,降低了楼梯自身震害,切实保障了楼梯安全岛和逃生岛作用。
中建西北院坚持在建筑防震减灾技术领域不断创新,在标准制定、重大工程设计、减隔震技术创新研发与应用方面为建筑结构安全提供坚实支撑,促进建筑结构新材料、新产品、新体系的“产、学、研、用”一体化发展,助力陕西省建筑产业转型和高质量发展。