项目编号 | A05-2024-J029 |
项目名称 | 抗爆建筑物新型防护设计方法、韧性评估与工程应用 |
候选单位 | 中国船舶集团国际工程有限公司 中国人民解放军63921部队 青岛理工大学 |
候选人 | 兰涛 刘鑫 尹续峰 王子国 高睿祥 秦广冲 张黎明 李然 薛辰 李泽旭 |
项目简介 | 抗爆建筑物不仅承担着易燃易爆等危险品的生产与存储、重要火工品试验的功能,同时,战时还承担重要掩体的作用,在保障人民生命财产安全、维持社会稳定、保障国家安全等方面具有重要意义。目前我国建筑抗爆防护研究面临抗爆结构体系选型单一、爆炸毁伤后修复困难、缺乏新型高抗力抗爆防护结构体系及韧性评估方法,亟需研发抗爆建筑新型防护的设计、建造方法,完善相关应用场景,促进抗爆建筑物的设计由传统的抗爆材料研发向新型抗爆结构体系转变,由单一钢筋混凝土抗爆建筑向快速装配的钢结构抗爆建筑转变,由材料的单一选择向新型复合结构防护层转变,以满足抗爆建筑物高抗力、易维护的发展需求。
项目实施前,国内外在大当量爆炸荷载作用下抗爆建筑物的性能化设计、新型复合消波结构设计及快速装配的钢结构抗爆建筑体系等三方面尚未提出新理论,在损伤评估、多维度防护及抗爆韧性评估领域研究均为空白。
(1)创建了大当量爆炸荷载作用下钢筋混凝土建筑抗爆性能化设计方法与损伤评估体系。从传统抗爆建筑物结构受力与动力响应层面,明晰了超过100kgTNT当量爆炸荷载作用引起的建筑损伤范围,阐明了墙板厚度、钢筋直径等性能化参数对抗爆建筑物动力响应影响,提出了抗爆建筑结构的性能化设计方法及损伤评估体系,实现了大当量爆炸荷载作用下建筑物抗爆性能提升。
(2)提出了新型抗爆消波结构设计方法与抗爆建筑物的多维度防护体系。阐明了不同抗爆材料对爆炸波的衰减规律,解决了大当量爆炸荷载作用下抗爆结构防护层材料设计与应用;提出了新型复合结构层对爆炸冲击波能量耗散的基本原理与构造方法,研发了基于填充吸能材料的高抗力钢筋混凝土复合结构,提出了从消波材料研发、消波结构设计到复合结构防护层构建的一体化抗爆结构体系,解决了高抗力抗爆建筑物多维度防护设计难题。
(3)研发了快速装配钢结构抗爆建筑的成套关键技术及韧性评估体系。提出了箱板装配式钢结构抗爆建筑体系,增强了抗爆力学性能,实现了抗爆建筑及相关部件的快速装配,补充了爆炸荷载作用下装配式钢结构建筑的倒塌判别准则,阐述了抗爆钢结构多源韧性评估方法,填补了传统抗爆建筑物快速装配及战时抢修抢建领域空白。
项目授权发明专利26件、软件著作权28项,主参编行业/团体标准18部,发表学术论文32篇,获2023年中国船舶集团科技进步奖一等奖、中国钢结构协会科学技术奖特等奖等奖项;该成果已在21家企业应用,近三年新增利润3512万元,经济效益及社会效益显著。
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