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一、基本情況
獲獎項目名稱:大型會展建筑復雜鋼結構精益建造關鍵技術與工程應用
主要完成單位:北京市建筑設計研究院股份有限公司、清華大學、重慶大學、北京建工四建工程建設有限公司、中冶建筑研究總院有限公司、中建八局第三建設有限公司、漢爾姆建筑科技有限公司、中國建筑第八工程局有限公司
主要完成人:甄偉、楊慶山、莊亮東、陳剛、張莉莉、張磊、劉敏、傅彥青、張龑華、王曉冬、邱意坤、危鼎、許文濤、郭坤鵬、馮鵬、徐曉暉、張帥、莊善相、王軼、李偉
二、項目背景
大型會展建筑是城市經濟發展的重要引擎,是彰顯國家實力、展示現代化成就的重要窗口。會展建筑跨度大、荷載重,外形復雜,舒適度要求高,且需考慮會時會后的功能快速轉換,對設計、施工和運維均提出了巨大的挑戰。面向以上重大工程挑戰,項目團隊聚焦關鍵技術難題,歷經12年攻關研究,開展理論與技術創新,取得了系列創新成果并進行了廣泛的工程應用。
三、創新成果
(1)建立了大跨高比變截面鋼梁組合樓蓋體系等應力比優化設計方法,提出了大跨度變截面鋼梁組合樓蓋結構下拉減振技術,研發了大跨高比和長懸挑組合樓蓋協同變形施工技術,實現了多重需求下大跨度樓蓋結構的低碳節材和高品質建造。
(2)提出了控震-抑振雙功能大跨桁架結構體系,揭示了其抗震韌性和舒適度提升機理,形成了相應的震振雙控設計方法,研發了重載大跨桁架的超厚高強鋼板低溫焊接技術、3800噸級帶混凝土屋蓋重型桁架設計施工一體化整體提升技術,實現了重載大跨度桁架樓蓋的抗震韌性提升與舒適度有效控制的雙重目標。
(3)提出了考慮多種風環境下復雜曲面屋蓋風荷載極值隨機性量化模型,實現了復雜曲面屋蓋風荷載極值的高精度確定,建立了基于敏感性分析的曲面屋蓋整體穩定性能提升快速設計方法,揭示了大跨度曲面網格結構屋蓋局部穩定性能提升機理,研發了復雜曲面屋蓋數字化高精度安裝技術,解決了復雜曲面屋蓋設計和施工效率低、精度差的難題。
(4)研發了大跨度屋蓋低擾動減載加固技術,提出了適用于會展建筑內部空間分隔的可拆裝自約束鋼結構體系,以及適用于會展建筑外部空間拓展的分層裝配消能鋼結構體系,實現了會展建筑平會快速轉換的低碳改造和循環使用。
四、推廣應用
項目成果已獲授權專利66項,軟件著作權3項,主、參編標準10部,發表學術論文60篇,形成省部級工法22項,研究成果總體達到國際領先水平。項目成果已成功應用于中關村國際創新中心、福州數字中國會展中心、揚子江國際會議中心、雁棲湖國際會議中心、G20杭州國際博覽中心、廈門金磚峰會主會場、廊坊臨空國際會展中心等十余項工程,為大型會展建筑精益建造提供了有力的科技支撐,社會、經濟和環境效益顯著。

圖1 中關村國際創新中心

圖2 福州數字中國會展中心

圖3 揚子江國際會議中心

圖4 雁西湖國際會議中心

圖5 G20杭州國際博覽中心

圖6 廈門金磚峰會主會場

圖7 廊坊臨空國際會展中心
