[01412919]建筑结构全寿命维护关键技术与工程应用

建筑结构在其寿命期内的不同阶段有不同的特点。如混凝土结构在施工阶段容易开裂，在使用阶段容易出现损伤，随着使用期的增加在环境作用下结构性能会不断退化，这些都将影响结构的使用甚至导致结构破坏，造成生命和财产的重大损失。为了保证建筑结构在整个寿命过程中安全、可靠，充分利用现有资源，保证社会的可持续发展，必须对结构进行科学的全寿命维护。即针对不同阶段采用相应的技术措施认识结构的性能、控制结构的反应、提升结构抵御外部作用的能力。结构的全寿命维护需要特殊的技术支撑，在国家863计划、国家自然科学基金等10多项科研项目资助下，围绕结构早期损伤和时变性能、损伤结构受力性能和结构性能退化规律三个关键问题，进行系统研究和工程实践，形成了建筑结构全寿命维护理论与关键术。主要成果有：(1)研发了“施工阶段时变结构性能分析与控制技术”。提出了“控制材料性能+设置诱导缝”的早期收缩和温度裂缝综合控制技术，发展了基于施工阶段时变结构受力性能分折的结构受力裂缝控制方法，开发了混凝土结构裂缝监测的线型分布式光纤传感器，避免了大型复杂结构的早期损伤。(2)研发了“使用阶段既有结构性能检测评定与提升技术”。发展了混凝土中钢筋力学性能的无损检测以及既有结构现场荷载试验技术，提出了损伤结构的受力性能分析方法和基于串联子结构的结构体系可靠性评定方法，发展了损伤构件的修复加固技术，提高了既有结构检测评定的准确度，充实了既有结构的修复加固技术。(3)研发了“使用阶段地震作用下结构破坏分析与控侧技术”。发展了基于离散元的地震作用下结构倒塌反应分析方法，实现了“大震是否不倒”的定量分析评价；提出了基于结构体系的抗震加固设计方法，避免了加固后结构内力重分布引起的安全隐患；开发了新型的建筑结构组合消能减震技术，提高了抗震加固效果。(4)研发了“性能劣化阶段环境作用下结构性能退化预测与提升技术”，建立了环境作用的多尺度模型，编制了环境作用区划，明确了结构性能退化评估时环境参教的合理取值；建立了锈蚀钢筋及混凝土构件受力性能退化的预测模型，发展了锈蚀构件的修复加固技术，实现了特定环境下钢筋混凝土构件受力性能预测与提升.成果被18部标准采纳，其中主编上海市标准4部，国家标准1部。申请发明专利4项，实用新型专利14项，其中已授权发明专利1项、实用新型专利9项，获软件著作权4项，出版专著5部，发表论文l64篇，其中SCI收录22篇，EI收录80篇，论文和专著他引共2068次，上海市建设和交通委员会组织的专家鉴定意见认为项目成果达到国际先进水平。2009年曾获上海市科技进步一等奖，成果的应用避免了上海浦东展览馆大跨度悬臂组合楼盖施工阶段收缩裂缝和负弯矩区受力裂缝的产生。成果应用于伊朗国宾馆，赞比亚政府宴会厅和议会中心，几内亚总统府及国内160余幢优秀历史建筑的性能评定与提升，保证了其后续使用的安全性。还应用于震后什邡市公共建筑的快速评定，北川地震遗址保护，都江堰中学等震损房屋的抗震加固，提升了其后续使用的抗灾能力。2003-2011年期间累计节约投资20640万元，保证了220万平方米优秀历史建筑财产的安全使用。