一、平台概述
闽台合作土木工程技术福建省高校工程研究中心(Fujian-Taiwan Cooperative Institute of Civil Engineering Technology in Universities of Fujian Province)于2011年3月由福建省教育厅批准成立,工程中心负责人为福建工程学院张铮教授。工程中心现有固定人员26人,其中教授7人、副教授10人、高级工程师2人、台籍教师2人,18人拥有博士学位。工程中心主要依托我校土木工程省级重点学科,针对建筑结构、桥梁结构、地下工程结构等开展新技术、新结构、新材料的创新研发与应用推广。近五年实验室主持了7项国家级应用基础研究科研项目和12项省部级应用基础研究科研项目,获省部级科技成果奖励2项、授权专利21项。
二、主任简介
张铮:博士,教授,硕士生导师,福建省高校杰出青年科研人才培育计划人选,全国高等学校创业教育工作先进个人,国家一级注册建造师,于2006年10月入职我校,现任福建工程学院1066vip威尼斯官网副院长,兼任闽台合作土木工程技术福建省高校工程研究中心主任、国家级土木工程虚拟仿真实验教学中心常务副主任、福建省土木建筑学会理事。2013年至2014年作为福建省高校国内访问学者在福州大学访学,2015年至2016年作为国家公派访问学者在澳大利亚西悉尼大学访学。近年来围绕钢结构、铝合金结构、组合结构和新型装配式结构体系等相关领域发表学术论文42篇,其中SCI/EI收录18篇,作为第一作者发表的论文中EI收录10篇、ISTP收录1篇、核心期刊10篇;主持和参与各类科研项目共25项,其中主持国家自然科学基金项目1项、福建省自然科学基金项目3项、福建省高校青年自然基金重点项目1项、福建省高校杰出青年科研人才培育计划项目1项等;获授权发明专利2项、实用新型专利8项。
三、主要研究方向及内容
本工程中心经过发展与整合,已形成三个特色鲜明的研究方向:结构工程灾害防御技术、桥梁工程抗震与减隔震、新型材料与新型结构。
(1)结构工程灾害防御技术
1)多灾害作用下隔震与消能减震结构关键技术研发
研发适用于福建省沿海地区强震强台风作用下的新型组合隔震(振)体系;开发隔震支座新型连接节点、设计技术、隔震装置施工安装关键技术;研发适用于预制装配式框架结构与钢结构的新型消能减震装置、制造工艺及其设计方法;研究与装配式结构相配套的消能减震新型节点及其连接关键技术。
2)新型工业化建筑结构体系理论与应用技术研究
开展适应建筑工业化发展方向的钢结构、铝合金结构、组合结构和新型装配式结构体系等的关键技术研究;开展铝合金结构理论与应用技术研究、新型装配式结构体系理论与应用技术研究、轻钢结构体系理论与应用技术研究、组合结构理论与应用技术研究、新型结构体系应用技术研究、结构抗震性能研究等。
3)结构非线性动力分析关键技术问题研究
开展有限元高效精细分析方法研究,开发相关高性能算法;对冲击作用下结构非线性动力响应特性及破坏模式、损伤演化机理、传力机制和倒塌失效机理等科学问题展开研究;研究复杂结构节点连接的非线性有限元数值分析方法及技术;开展大型复杂结构建造过程的三维有限元数值仿真模拟关键技术研究。
(2)桥梁工程抗震与减隔震
围绕公路市政交通不断涌现的新型桥梁结构,例如装配式桥梁、跨海桥梁、异形桥梁等,系统深入研究其抗震与减隔震等关键技术,揭示地震作用下该新型结构的地震损伤机理,提出新的抗震设计方法与减隔震控制方法,提高地震作用下公路市政新型桥梁结构的整体抗震性能。同时围绕高速铁路新型桥梁,考虑桥上列车的行车安全性与结构的安全性,深入研究地震作用下车桥系统的动力特征,揭示地震作用下车桥耦合系统的灾变机理,针对高速铁路桥梁提出新的抗震设计方法,为高速铁路桥梁的设计提供依据。
(3)新型材料与新型结构
加快新材料结构和新型结构体系的研发,符合绿色建筑、绿色施工和产业化的要求,有利于我省快速形成产业优势。
①新型建筑材料静动力性能研究。加速采用及开发新型建筑材料并改造建筑物的功能。新型建筑材料是在传统建筑材料基础上产生的新一代绿色建材,推广应用新型墙体材料可有效减轻建筑材料的环境负荷,实现建筑材料的生态化。
②新型轨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、防腐材料和工程结构增强加固新技术在我省开展的广度和深度也有待加强,与国内发达地区的差距在近年还有所扩大。
③新型节能结构体系研发和性能研究。随着国际上节能减排的压力越来越大,绿色节能建筑结构体系的研发在国内蓬勃开展,相关技术日趋成熟;我省也有部分建筑企业踏足其中,但相关产品技术指标还相对滞后,竞争力不足。铝合金结构和组合结构在新材料结构中具有明显的优势,其推广应用受到研究仍不充分的制约。
四、已取得的主要研究成果
本项目引入岩土的非线性破坏准则,从能量守恒的角度出发,以能量平衡方程代替力的微分平衡方程,分析计算变形力和运动场的发展规律。本项目研究成果已应用于岩质和软土地基承载力求解,在国际上形成广泛影响,并在多个工程实例中取得良好的应用效果。该课题研究成果获2016年福建省自然科学三等奖。
提出了富水软弱地层浅埋暗挖大断面城市隧道H型空间止水与超前加固技术、下穿铁路超浅埋暗挖隧道长管幕施工方法、隧道已初支段间隔扩挖管棚工作室方法、富水软弱地层浅埋暗挖大断面城市隧道下穿重要结构物的安全、快速施工技术及隧道施工安全风险管理技术等一系列成果,形成了富水软弱地层浅埋暗挖大断面城市隧道安全施工关键技术。该技术在武广高速铁路浏阳河隧道、金沙洲隧道,温福铁路青岙隧道,厦门杏林市政道路下穿铁路隧道工程、龙岩市政道路隧道工程等这些极具代表性的重要地下工程中得到成功应用。该成果获2016年福建省科技进步三等奖。
蔡雪峰教授课题组与福建省住建厅信息中心合作研发了“数字化建设项目信息交互系统”,该成果由福建省住建厅组织中建海峡、省二建、市三建等企业示范工程应用,取得很好的应用效果。研究成果编制了福建省工程建设地方标准《福建省建设工程电子文件与电子档案管理技术规程》(DBJ/T13-256-2016)。
该项目由蔡雪峰教授课题组与福建方鼎建筑材料有限公司、福建金正丰金属工业有限公司、福建省南平铝业有限公司、中建海峡建设发展有限公司进行了合作研发, 将为铝合金模板体系的工程运用提供理论指导和依据,推动建筑业的发展,节约施工成本,减少施工耗能。研究成果编制了福建省工程建设地方标准《福建省铝合金建筑模板体系技术规程》(DBJ/T13-236-2016)。
该项目系统研究了高大模板支撑体系稳定性的影响因素并提出相应的设计方法、构造措施,形成了福建省地方标准《扣件式钢管支撑高大模板工程安全技术规程》(DBJ/T13-181-2013,J12529-2014),并开发了相应的设计软件,为建筑行业高大模板支撑体系的安全施工提供依据。
五、在研的主要项目
1. 铝合金梁柱焊接节点滞回性能与破坏机理
项目负责人:张铮
项目类型:福建省自然科学基金项目
2.地震作用下基于复合隔震体系的高速铁路桥梁行车安全控制研究
项目负责人:雷虎军
项目类型:国家自然科学基金项目
主要合作单位:福建工程学院
主要研究目标:提出适用于高速铁路列车-轨道-桥梁时变系统的复合减震控制方法
主要研究内容:在原有地震-列车-轨道-桥梁动力模型的基础上引入复合隔震体系,通过简化铅芯橡胶支座和粘滞阻尼器的力学模型、编制单元模块,建立可考虑复合隔震非线性边界的列车-轨道-桥梁耦合振动分析程序,提出适用于高速铁路列车-轨道-桥梁动力系统的复合减震控制方法。
3.考虑压拱和悬链线效应的RC框架结构反应修正系数研究
项目负责人:崔双双
项目类型:国家自然科学基金项目
4.远场长周期地震下桩-土-层间隔震结构体系的灾变机理与失效控制
项目负责人:颜桂云
项目类型:国家自然科学基金项目(协作项目)
5.装配式钢管约束耗能连接节点及其框架结构抗震机理与失效控制
项目负责人:庄金平
项目类型:国家自然科学基金面上项目
6.装配式钢管混凝土异形柱组合结构体系火灾全过程工作机理与失效控制
项目负责人:郑永乾
项目类型:国家自然科学基金面上项目
7.带框预制钢筋混凝土剪力墙混合结构抗震性能及设计控制
项目负责人:郑莲琼
项目类型:国家自然科学基金面上项目
8.装配整体式混凝土结构连续倒塌机理研究
项目负责人:崔双双
项目类型:福建省自然科学基金项目
联系人:张铮老师,13860610590