该成果属于土木建筑工程领域。建筑业是我国重要的支柱产业之一，传统粗放型生产方式存在高能耗、高污染、高浪费、质量不可控等诸多问题，使建筑业急需转型升级，走绿色发展，高质量发展，可持续发展之路。国务院和各省市先后出台了一系列政策，鼓励发展装配式建筑，特别是大力发展装配式钢结构建筑。长期以来，由于钢铁产量等因素使我国钢结构的诸多技术和发达国家相比较为落后，传统钢结构体系存在的诸多问题又制约了其进一步推广应用。因此，急需适合目前发展需要的装配式钢结构建筑体系成套技术。本成果在钢结构团队几十年的研究基础上，以解决存在的问题为导向，以“工业化、绿色化、标准化、信息化”为研发目标，以“系统理念、集成思维、创新引领、实践检验”为研发路线，形成了具有自主知识产权的“装配式钢结构壁柱建筑体系”系统性成果，同时探索了成果转化的新模式。工程实践表明，该成果技术先进，具有广阔的推广应用前景。该成果主要创新点如下： 1、系统研发了组成新型装配式钢结构体系的关键构件，包括壁式钢管混凝土柱、新型钢板剪力墙、新型楼板等关键构件及系列配套节点，并建立了相应计算理论与设计方法。将系统工程学引入装配式建筑体系研发，在矩形钢管混凝土框架结构及框架支撑结构体系研究基础之上，创造性的提出了壁式钢管混凝土柱（以下简称“壁柱”）、模块化组合钢板剪力墙、新型防屈曲钢板剪力墙、新型机电设备一体化楼承板以及与之配套的面内外贴侧板式节点、面内局部内隔板式节点、面外对穿钢棒-端板式节点等系列配套节点。通过系统的试验和理论研究，全面的构建了壁柱构件和配套节点的计算理论、设计公式及构造措施；提出了钢管混凝土考虑钢板局部屈曲的钢材本构模型，该模型具有广泛的适用性，并编制了动力弹塑性分析程序；建立了钢板剪力墙的三拉杆简化模型和设计原则、性能化设计方法。成果解决了传统钢结构体系的不足，填补国内规范相关空白。 2、建立了以壁柱、新型钢板剪力墙和楼板为基础的多种新型结构体系。采用“标准化、模块化、少规格、多组合”思路，将壁柱、钢板剪力墙、楼板等关键构件组合形成多种新型结构体系：适合多高层住宅的壁柱框架和壁柱框架-钢板剪力墙（支撑）结构，以及适合高层及超高层公建的钢框架-联肢钢板组合剪力墙核心筒结构。新型结构体系具有广泛的适用性，并且具有不外露梁柱、含钢量低、加工简单、适合工业化、规模化生产、便于运输等优点。 3、研发了与结构体系配套的新型石膏基砂浆防护系统及预制墙体。研发了具有防火、保温、隔热一体化的新型喷涂式特种防护砂浆，并将其应用在钢结构梁柱包裹防护及结构与墙板接缝处，解决了传统钢结构围护系统防火、隔声、保温等问题。同时，基于该种特种砂浆，开发了与结构配套的轻钢龙骨-石膏基砂浆复合墙体，并编制了陕西工程建设标准《冷弯薄壁型钢-石膏基砂浆复合墙体技术规程》（DBJ61/T99-2015）和《冷弯薄壁型钢-石膏基砂浆复合墙体构造图集》（陕2015TG004）。 4、编制了结构设计、深化设计、建造管理软件，开发了与体系配套的加工生产设备。开发了构件、节点辅助结构设计软件和深化设计软件，建造管理软件，软件便于设计人员快速掌握，极大的提高了生产效率；同时联合设备厂家研发了逆变式脉冲气保龙门焊接设备、狭小空间角焊缝悬臂焊接设备，解决规模化加工难题，形成了全产业链技术；编制了与体系配套的结构设计、深化设计、加工、安装验收指导手册。 探索了“学校+研究院+公司”的成果转化模式，成立了“西安建大装配式钢结构院有限公司”，为高校科研成果落地闯出了新路子。将研发专利成果作价5500万入股公司，以公司作为合作平台，先后与天水市政府、汉中市政府以及中建八局、中建科工、陕西建工、西安建工、山东莱钢等近二十家大型企业签订合作推广协议，并自主孵化企业四家。以企业为中心推广新技术，同时在工程实践中改进，促使新技术快速落地。总体研发架构及创新点如下图所示：
 图1.0 装配式钢结构壁柱建筑体系总体研发技术路线及创新点 项目在包括国家十三五重大专项和多项国家自然科学基金的支持下，获得授权发明专利27项，实用新型专利76项，获得软件著作权3个，发表论文50余篇，大部分论文发表在国内高水平期刊上，其中《绿色装配式钢结构建筑体系研究与应用》发表在《工程力学》杂志，入选第四届中国科协优秀科技论文遴选计划（每年遴选不超过100篇优秀论文，土建领域仅5篇）。完成著作1部，编制标准2部，图集1本，编制BIM设计、深化、加工安装手册6部，编制培养博士研究生12名，硕士研究生25名。将相关技术在陕西、山东、重庆、安徽、新西兰、缅甸等多地推广应用，包括青海国际会展中心、西安荣民金融中心、高新壹号等数十个超高层公建、住宅重大项目中，总建筑面积逾两百万平米，在建面积五十余万平米，受到用户好评，取得了良好的社会和经济效益，尤其在四节一环保方面效益突出。近三年，合作企业新增销售额约25亿元，增加利润近2亿元。相关成果被《钢结构设计标准》（GB 50017）、《冷弯型钢技术规范》（GB 50018）等多部国家和行业标准采用。 由中国钢结构协会组织会议评价，以聂建国院士、岳清瑞院士及多位全国工程勘察设计大师等专家组成的评价委员会评价该成果：“体系成熟可靠，实现了标准化和工业化，满足规范要求，符合装配式建筑发展趋势，该成果总体达到国际先进水平”。科技查新报告结论表明：在国内外公开发表的中外文文献中，与本项目查新点相同的未见报道。 |
