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学术前沿 | 走访天津大学工程结构抗震抗爆与防灾控制研究团队
天津大学工程结构抗震抗爆与防灾控制研究团队由李忠献教授领导，长期从事结构工程与防灾减灾前沿研究，形成了“长大桥梁与大跨度空间结构抗震及减灾控制”、“民用建筑结构抗爆及防连续倒塌分析与设计”等特色研究方向。
2018年4月11日，《建筑结构学报》编辑部一行4人走访了天津大学工程结构抗震抗爆与防灾控制研究团队。天津大学李忠献教授、丁阳教授、师燕超教授、李宁教授、严加宝副教授、石运东副教授、宗亮副教授、罗云标讲师、赵博讲师等十余人参加了本次交流会。
学术交流活动
4月11日上午，天津大学建筑工程学院副院长丁阳教授首先代表建筑工程学院致欢迎辞，对《建筑结构学报》编辑部的来访表示热烈欢迎和衷心感谢。李忠献教授随后介绍了研究团队的主要成员、研究方向与特色以及近些年来取得的突破性研究成果。
左起：丁阳教授、李忠献教授
研究团队成员师燕超教授、李宁教授、宗亮副教授以及石运东副教授分别介绍了研究团队在强震作用下长大桥梁的灾变全过程及控制、民用建筑结构抗爆及防连续倒塌分析与设计、大跨空间结构和模块化钢结构抗震性能研究、水下地震模拟振动台台阵设计关键技术与制造等最新研究成果。
李宁教授
宗亮副教授
石运东副教授
1、强震作用下长大桥梁的灾变全过程及控制研究
针对城市高架桥梁、跨海桥梁和深水高墩桥梁等长大桥梁，开展了强震作用下长大桥梁的灾变全过程及控制研究。建立了长大桥梁结构考虑局部场地影响的多点、多维地震动模拟方法；提出了考虑率相关和单边效应的单/多轴混凝土损伤本构模型、桥梁支座和碰撞单元的多维模拟模型；提出了长大桥梁动力效应多维非线性精细化模拟方法，建立了考虑动水压力和土-结构相互作用的长大桥梁多维多点地震反应分析方法；研发了多种新型磁流变阻尼器、半主动形状记忆合金阻尼器和新型桥梁隔震支座，提出了基于新型阻尼器的智能半主动控制算法，并应用于桥梁体系损伤控制研究，实现损伤可控；建立了长大桥梁强震灾变过程的可视化平台—RSAPS(Refined Simulation Analysis Platform for Structure)平台，进行长大桥梁结构在复杂荷载作用下的非线性反应精细化模拟，实现损伤破坏过程动态可视化。相关研究成果获得2008年国家科技进步二等奖1项、2014年国家技术发明二等奖1项。
2、强震作用下大跨空间结构破坏机理和控制研究
针对城市交通枢纽、大型公共建筑等中的大跨空间结构，开展了其在强震作用下的破坏机理和失效控制研究。基于跨中塑性铰模型，考虑杆件失稳与结构整体失稳耦合效应和材料损伤累积效应，开发了大跨空间结构精细化快速计算模型；建立考虑地震空间效应和土-结构相互作用的大跨度空间结构抗震分析模型，提出基于能量的空间结构强震倒塌判别准则；提出新型MR阻尼器动力滞回模型，建立基于MR阻尼器的大跨度空间结构半主动控制系统；研发具有多级变刚度控制机制的新型液压三维隔震支座，通过支座拟静力试验与振动台试验考察了其阻尼特性和恢复力模型，开发了新型液压三维隔震支座的快速计算模型。
本项研究成果直接服务于天津奥林匹克中心体育场等重大工程，为提高大跨空间结构的抗震设计水平提供了重要的科学基础支撑。相关研究成果获得2008年天津市科技进步二等奖2项。
3、重要建筑抗爆及防连续倒塌理论与关键技术研究
围绕国家安全重大需求，聚焦相关领域国际前沿，在一系列国家和省部级科技计划的支持下，率先在我国系统开展了民用重要建筑抗爆及防连续倒塌理论与关键技术研究。提出了爆炸波传播及其与建筑结构相互作用的高效数值模拟技术，揭示了城市复杂环境中爆炸波的传播规律及其与建筑结构的相互作用机理，建立了远距离爆炸情况下作用在建筑结构上的爆炸荷载确定性模型与近距离爆炸情况下的统计模型，解决了建筑抗爆设计中荷载确定的难题；提出了爆炸荷载下结构构件非线性动态响应与围护构件破碎分析的理论与数值分析方法，揭示了典型结构构件与围护构件的动态响应特征、破坏模式与损伤机理，建立了爆炸荷载下典型结构构件与围护构件损伤程度评估的实用化方法，突破了建筑构件抗爆性能快速评估的技术瓶颈；提出了建筑结构防爆炸连续倒塌性能评估方法，建立了考虑爆炸荷载效应的建筑结构连续倒塌分析高效方法，完善了建筑结构连续倒塌分析理论。
相关研究成果获得2012年国家科技进步二等奖1项，同时主编了我国首部《民用建筑防爆设计规范》（完成送审稿）。
4、模块化钢结构建筑体系抗震性能与设计方法研究
针对箱式模块化钢结构建筑在强震区应用的关键技术难点，开展了模块化钢结构建筑体系抗震性能与设计方法研究。提出两种力学性能优良、且不影响模块单元内部装修和设备管线安装的新型节点，考察节点的滞回耗能特性、失效模式、双梁传力机理与加强构造措施，提出节点实用抗震设计方法；探索箱式模块抗侧构件——波纹钢板剪力墙的抗侧机理与失效模式，提出了开洞墙板抗侧刚度和极限承载力的实用计算公式；搭建模块化钢结构建筑整体计算平台，实现模块化钢结构建筑的快速建模和高效分析。
相关研究成果收录于企业标准《中集钢结构集成模块建筑技术规程》和协会标准《箱式钢结构集成建筑技术规程》，为雄安新区市民服务中心项目等重要工程建设提供技术支撑。
5、水下地震模拟振动台台阵的研发
针对我国大型土木、水利和海洋工程建设的重大需求，聚焦重大工程地震和波流耦合作用破坏机理等国际前沿问题，突破了波流耦合地震模拟试验与仿真的技术瓶颈，研制世界上首台水下地震模拟振动台台阵。揭示水体与振动台相互作用机理，研发新型宽频激振系统，突破水下地震模拟振动台建造技术，研制宽频带水下地震模拟试验系统；揭示地震-波流耦合作用机理，研发双子台激振同步/异步控制和造波机群协同控制系统，突破激振-造波耦合控制关键技术，研制世界上首台地震-波流耦合模拟系统；揭示水动力耦合模型试验相似规律，研发新型水下振动测试方法，突破地震-波流耦合模拟大比尺模型试验技术，研制高精度水动力耦合模型试验系统。
水下地震模拟振动台台阵的研制成功，将为模拟大型工程结构在复杂地震-波流耦合激励下的破坏过程，解决相关重大科学研究的地震空间差动机制、水动力耦合作用机理等瓶颈问题，提供可靠的试验平台，为提高重大工程的抗震防灾能力提供重要的科技支撑。相关研究得到国家重大科研仪器研制项目的资助和支持。
交流会最后，编辑部就近期的工作情况与研究团队进行了交流，并就编辑部的办刊方向及如何快速报道优秀科研成果等方面进行了详细讨论。作为《建筑结构学报》的编委，李忠献教授建议《建筑结构学报》可以适时地策划若干期研究专刊，通过约稿和正常投稿相结合的形式，集中刊出在某一研究领域的最新研究成果，进一步提高《建筑结构学报》的学术声望和影响力。
4月11日下午，学术交流活动结束后，编辑部一行在研究团队丁阳教授等人的陪同下，参观了滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室。
参观重点实验室
本次交流活动得到了天津大学李忠献教授、丁阳教授及其研究团队的大力支持，在此，《建筑结构学报》编辑部的全体工作人员深表谢意！
本刊实习编辑：刘安然
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