中国矿业大学新型钢结构与钢结构防灾减灾研究团队，在学术带头人叶继红教授带领下，主要从事钢结构火安全、钢结构抗震与安全性评价、钢结构抗风与监测、工程结构新技术等方面的研究。团队现有研究人员7人，其中教授2人，副教授3人，讲师2人。研究团队注重基础研究和交叉学科研究，成员来自火灾动力学、结构抗震、结构抗火、结构抗风、结构抗爆、健康检测、机械工程等不同领域，是一支结构合理、高效务实、创新和技术攻关能力强的研究团队。团队以国家基础建设以及公共安全为背景，立足于钢结构防灾减灾的学科前沿，搭建工程结构火安全软硬件开放平台，致力于材料与结构防灾减灾的原始与集成创新，推动研究成果的产业化应用，为国家重大工程建设提供理论支持和技术服务。
研究团队长期致力于冷成型钢房屋建筑结构体系的防灾减灾性能研究，自主研发新型节点体系、新型组合楼盖体系、新型轻钢龙骨式复合墙体体系等，系统解决了由低层到多层而带来的抗震、抗火及舒适度等问题。同时，开发其模块化施工技术，并通过样板性示范验证。研究团队十分重视大尺度结构试验研究，建有工程结构火安全实验室，拥有垂直构件抗火试验系统（3m×3m×3m）、水平构件抗火试验系统（3m×4m×1.5m）、美国 MTS 电液伺服高温动态测试系统、美国CSI 非接触应变位移测试系统、德国耐驰高温热物理测试系统等大型系统设备。
近几年，团队开展了国内首例轻钢龙骨房屋足尺模型真实火灾倒塌试验、7.5 m高5层轻钢龙骨复合剪力墙结构分层次振动台试验、23.4 m跨度单层球面网壳结构强震倒塌振动台试验。此外，还完成了近200片复合墙体以及组合楼盖模型抗剪及抗火试验。
近年来，研究团队先后承担国家及省部级科研项目30余项，在国内外学术期刊累积发表论文500余篇，获国内外发明专利30余项，已培养毕业博士、硕士研究生50余人。2019年10月21日下午，《建筑结构学报》编辑部一行四人走访了中国矿业大学新型钢结构与钢结构防灾减灾研究团队。团队负责人叶继红教授，团队骨干成员姜健教授、陈伟副教授、张国维副教授、王大刚副教授、王高新博士、王其昂博士、赵武超博士及部分博士研究生参加了交流活动。
叶继红教授代表中国矿业大学新型钢结构与钢结构防灾减灾研究团队对编辑部的到访表示热烈欢迎，并介绍了团队的研究工作和近年来取得的主要研究成果，具体如下。
传统的低层冷成型钢房屋建筑结构体系不能直接应用于多层建筑结构，对此，研究团队通过体系和主要部件两个层面的创新，包括提出新型节点形式、布设加强环梁、关键部位立柱强化等加强结构整体性；提出新型组合楼盖形式，解决由低层到多层而带来的振动、隔音等使用功能问题；提出新型轻钢龙骨式复合墙体形式，解决由低层到多层而带来的抗侧性能要求，满足由低层到多层而带来的更加严格的耐火等级要求。由此形成多层轻钢龙骨复合剪力墙结构体系，进而发展其模块化施工技术。研发工作已授权系列发明专利十余项，并通过样板性示范验证。
完成了千余次冷成型钢及其自攻螺钉连接件高温力学性能试验、常用建筑板材及其保温材料高温热物理特性试验，提出了相应计算模型；完成了近百片冷成型复合墙体以及组合楼盖模型耐火试验，率先考察了碳氢火灾、室外火灾等不同火灾环境对冷成型钢复合墙体耐火性能影响；揭示了冷成型钢复合墙体及组合楼盖的受火失效机制与破坏机理，提出了火灾非均匀强热变流作用下轻钢复合墙体（楼盖）温度场与变形复杂分布规律以及耐火时间与破坏模式预测的简化理论模型，提出了实用抗火设计方法与构造措施。
3 轻钢龙骨复合剪力墙结构足尺模型真实火灾倒塌试验与消防救援路径动态规划研究
开展了国内首例轻钢龙骨房屋足尺模型真实火灾倒塌试验，考察了角部火、墙体单侧火、均布空间火等不同火灾场景以及不同墙体类型的影响，追踪试验模型温度场和位移场全过程变化，获取了小室火温度场发展规律，识别了结构的薄弱区域和不利火灾场景，验证了本研究团队所提新型组合墙体和连接节点的优越耐火性能，并提出了针对轻钢房屋的抗火设计构造建议。考虑到当前消防队员对于钢结构火灾存在明显的抵触与不安心理，难以准确把握内攻灭火与救援时机，研究团队将BIM技术与元胞自动机理论相结合，建立了能够考虑疏散环境实时变化的、三维的疏散（救援）模型，实现了消防队员室内紧急救援（撤离）路径动态规划。
完成了千余次冷成型钢-钢连接件以及钢-板材连接件力学性能试验、百余片冷成型复合墙体（单层、二层、三层）足尺抗剪试验，建立了轻钢龙骨复合墙体滞回模型，提出了多层轻钢龙骨复合剪力墙结构整体（空间）简化力学模型。开展了4栋5层轻钢龙骨复合剪力墙结构1:2模型分层次振动台试验，揭示了该类结构在强震作用下的倒塌失效机理，评价了结构的强震作用安全储备。整体结构空间简化力学模型的时程响应与振动台试验结果吻合良好，实现了多层轻钢龙骨复合剪力墙结构强震动力分析及抗倒塌设计。
5 大跨空间结构杆系离散元理论及FEM-DEM自适应耦合研究开发了适用于杆系结构的颗粒离散元法，该方法将结构离散为一组有限的刚性颗粒而非连续体，相邻颗粒间则通过接触本构模型进行联接。建立了杆系离散元的基本理论体系，包括运动方程和内力求解、几何非线性、材料非线性及断裂行为模拟等。在此基础上进行扩展，提出了一种能够有效地模拟半刚性连接钢架的静、动力行为的数值计算方法，半刚性连接通过设置虚拟的零长度、多自由度弹簧单元进行模拟，推导了与半刚性连接相邻的接触单元刚度的修正公式。为了充分发挥离散元和有限元各自的计算优势，提出一种DEM/FEM自适应耦合算法，实现了对结构大变形区域采用DEM分析、小变形区域采用FEM分析的目的。目前已成功将上述理论应用于杆系结构失稳、非线性动力特性以及多点激励下网壳倒塌破坏等问题的仿真。开展了相似比1:3.5的大缩尺比单层球面网壳结构强震倒塌振动台试验，模型跨度达到23.4 m，试验模型首次同时满足了强度相似、刚度相似和初始条件相似等各项要求，以全面真实地反映原型结构特性。采用多点激励输入地震波，测定了网壳结构的固有频率和阻尼比等动力特性，获取了网壳结构弹性、弹塑性阶段的动力响应，并完整呈现了结构由刚度退化直至倒塌的全过程。依托团队研发的杆系离散元法，解决了该法倒塌仿真中的关键问题，再现了多点激励下试验模型逐步倒塌过程中的杆件弯曲、局部凹陷等形态特征，实现了网壳结构倒塌全过程仿真。
大型网壳结构振动台试验的DEM数值仿真验证
随后，李淑春副主编介绍了学报的稿件审理流程，双方就当前国内外期刊现状、研究成果发布以及科技论文写作等方面展开交流。会后，在叶继红教授的带领下，编辑部一行参观了研究团队设计建造的装配式轻钢房屋示范工程以及团队建设完成的徐州市工程结构火安全重点实验室。
通过此次交流走访，加深了编辑部与中国矿业大学新型钢结构与钢结构防灾减灾研究团队的相互了解。本次学术走访得到了中国矿业大学叶继红教授及其研究团队的大力支持和周到安排，在此《建筑结构学报》编辑部全体工作人员深表谢意!
微信编辑：刘安然
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