1月8日上午,“2015年度国家科学技术奖励大会”在京举行,中航工业规划申报的“预应力整体张拉结构关键技术创新与应用”项目,获颁国家科学技术进步奖二等奖。
国家科学技术奖由国务院设立,属于我国最高级别的科技奖项。国家科学技术奖励授予在各个领域实现重大技术突破、做出创造性贡献的中国公民和组织,此前获奖的“载人航天”、“探月工程”、“青藏铁路”等成果举世瞩目、彪炳史册。“预应力整体张拉结构关键技术创新与应用”项目在大会上被授予国家科技进步奖,代表了建筑科学技术领域的最高科研成果。
图:贵阳奥林匹克体育中心体育场
大跨度钢结构是体育博览等大型公共建筑安全性、经济性控制的核心技术。以索穹顶、弦支穹顶以及开口式所膜结构为代表的预应力整体张拉结构是国际公认的结构效率更高、跨越能力更强、节约钢材可达60%以上的大跨度钢结构体系。但是其核心技术实施受到严格的商业保密和专利保护,形成了国际垄断,严重制约着该新型技术在我国的发展和应用。
中航工业规划首席专家、总结构师葛家琪带领他的团队十几年来始终如一,在该领域的高峰不断攀岩。团队的探索研究与实践应用成果获得了回报——提出了预应力张拉与承载全过程性能化设计方法,并通过系列新体系大比例模型力学性能试验,揭示出该体系“弹性状态-径向索松弛-环索屈服-结构破坏”的多阶段受力特性及破坏机理。国际上首次提出正常使用荷载弹性状态、超使用荷载弹塑性状态多阶段的承载力设计指标和变形设计指标,保证了该新型结构弹塑性大变形全过程安全,取得了突破性成果,填补了国内外相关规范空白。
目前,技术成果已成功应用于河南艺术中心、贵阳奥体中心、伊金霍洛旗全民健身体育中心、芜湖体育场、长春经济开发区体育场、北京金融街F7/9项目、金沙遗址博物馆、盘锦体育中心等国内外几十项工程,彻底打破了欧美国家对预应力大跨度整体张拉结构长期的垄断局面。
图:预应力整体张拉结构关键技术创新与应用项目团队成员
该项目团队坚持产学研用合作创新发展,共同完成科研课题13项,新体系大比例模型试验7项,工程项目15项,在此基础上对理论方法、创新体系、新节点、新产品成果进行集成创新,形成了我国具有自主知识产权的全产业链成套技术,建成了世界首个大跨度弦支穹顶结构和国内首个大跨度索穹顶结构等几十项工程,编制了我国首部《预应力钢结构技术规程》,对我国预应力整体张拉结构领域作出开创性的贡献。