第二节 建筑结构
第二节 建筑结构
一、大跨空间结构
1986～1990年，哈尔滨工业大学空间结构研究中心（以下简称哈工大空间结构中心）进行索网结构体系及混合结构的研究，提出了以抛物线拱为边缘构件的非双曲抛物面索网的实用计算理论，预应力双层悬索体系的精确计算理论，并推导出全套解析公——提出了索拱混合结构体系的概念及其各种可能的应用形式，建立了相应的计算理论。
1991～1995年，哈工大空间结构中心进行了网壳结构静力稳定性研究，提出了网壳结构全过程分析理论，深入研究了几种典型形式（球面、圆柱面、椭圆抛物面和双曲抛物面鞍形曲面）单层网壳的稳定性。主持完成建设部“八五”攻关项目“悬索与网壳结构应用关键技术研究”，对悬索结构风振响应及抗风设计进行研究，填补了国内在这一领域的空白，1997年获国家科技进步奖二等奖；完成吉林滑冰馆预应力双层悬索结构设计，1995年获中国建筑学会第一届全国优秀建筑结构设计奖一等奖。
1996～2000年，哈工大空间结构中心开展了大跨空间结构新体系及关键理论的研究，在网壳结构抗震性能、网壳结构振动控制方法、索膜结构风振响应分析、膜结构初始形态分析，以及索膜结构气动弹性性能的试验研究和CFD数值模拟等方面取得了重要成果。与此同时，结合亚运会石景山体育馆和朝阳体育馆、亚洲冬季运动会黑龙江省速滑馆、威海体育场、哈尔滨国际体育会展中心等重大工程创造了多项具有典型意义的新型空间结构，为中国空间结构的发展做出重要贡献。其中，北京朝阳体育馆大跨钢结构设计研究 ，1995年获机电部优秀工程设计奖；黑龙江速滑馆大跨钢结构设计研究1997年获黑龙江省科技进步奖一等奖，1998年获中国建筑学会第二届全国建筑结构优秀设计一等奖；威海体育场看台索膜结构设计，2004年获中国建筑学会第三届“全国建筑结构优秀设计”二等奖。
2001～2005年，哈工大空间结构中心开展了对大跨空间结构抗风抗震关键理论问题的研究，并完成国家重大科学工程巨型射电望远镜（FAST）结构子系统的技术攻关任务。
二、高层钢结构与轻钢结构
1988～1991年，哈尔滨工业大学高层与轻钢结构研究中心负责完成“冷弯型钢受力蒙皮抗剪强度和刚度的研究”，1991年12月通过建设部组织的鉴定。该课题部分成果已编入GB50018－2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》中。同期，该中心还参加了“高层钢结构成套技术”的研究工作，该项目为“七五”国家自然科学基金委和建设部联合资助的重点项目。1991年12月通过建设部和国家自然科学基金委联合组织的鉴定会，认为，研究成果填补了国内空白，总体上接近国际水平。该成果1993年获国家科技进步奖二等奖（该校为第二负责单位）。据此编制《高层建筑钢结构设计与施工规程》。
1997～2000年，哈尔滨工业大学高层与轻钢结构研究中心进行了截面为三角形的直接焊接方钢管空间轻型钢架体系的研究，并以此研究成果设计建成北京金盏汽车检测及维修中心的汽车车间工程，跨度达40米，用钢量仅为23千克／平方米。
三、 金属与组合结构
1991～1995年，哈尔滨工业大学金属与组合结构研究中心进行钢管混凝土梁柱节点静力性能研究、钢管混凝土基本构件基本性能和计算理论的研究、预应力钢管混凝土结构基本性能研究等，其中，钢管混凝土构件基本性能和计算理论的研究成果1995年获国家科技进步奖三等奖。
1996～2000年，哈尔滨工业大学金属与组合结构研究中心开展钢管混凝土柱耐火设计理论及其应用技术研究，圆钢管高强混凝土基本构件力学性能研究，方、矩形钢管混凝土静、动力性能与设计，钢管混凝土梁柱节点动力性能研究，钢管混凝土结构加固、粘钢加固钢筋混凝土结构力学性能研究，FRP混凝土构件力学性能研究等。其中，钢管混凝土柱耐火设计理论及其应用技术研究1999年获建设部科技进步奖三等奖。
2001～2005年，哈尔滨工业大学金属与组合结构研究中心完成钢管混凝土建筑结构体系研究，钢管混凝土拱桥静动力性能研究；新型钢—混凝土组合构件力学性能研究（钢—混凝土组合剪力墙、防屈曲支撑、钢管约束混凝土柱等），薄壁钢管混凝土构件力学性能研究，轻钢组合墙体力学与传热性能研究，轻钢构件力学性能研究，轻钢住宅结构体系研究等。
四、混凝土及预应力混凝土结构
1982～1989年，哈尔滨工业大学混凝土及预应力混凝土结构研究中心卫纪德进行了钢筋混凝土约束梁的抗剪承载力研究，研究成果获建设部科技进步二等奖。从1988年开始，该中心卫纪德从事预应力混凝土结构基本性能研究，其研究成果1998年获国家科技进步奖二等奖。1999年，该中心郑文忠主持完成的“预应力混凝土结构设计统一理论”，2000年获黑龙江省科技进步奖二等奖。
2000～2001年，哈尔滨工业大学混凝土及预应力混凝土结构研究中心郑文忠主持完成 “体内预应力、体外预应力及预弯预应力结构设计理论系列研究与实践”项目。该项目提出了预应力混凝土结构设计统一理论，改进了混凝土结构中无粘结筋极限应力计算方法，完善了超静定预应力混凝土结构塑性设计模式和方法；提出了密布预应力束锚具下混凝土局部受压承载力计算方法；建立后张预应力混凝土平板—柱结构合理计算模式和方法；建立受工程界欢迎的四边支承预应力混凝土双向板设计方法，提出了适应既有房屋套建增层和巨型框架房屋建设需要的施工阶段自承重预应力混凝土楼盖及其设计方法；建立体外预应力混凝土简支梁计算理论及设计方法；开发了预弯预应力混凝土梁计算理论、设计方法、工装设备及施工技术，提出了通过设置过渡区实现预应力混凝土大梁的跨内张拉等预应力混凝土结构设计与施工中若干棘手问题的解决方法。课题组共完成各类构件及结构模型试验80件，开展了大量的理论研究和计算分析工作，撰写论文65篇，申请发明专利3件。项目组已将研究成果应用于数十栋建筑工程和十余座桥梁工程的设计建造，起到了很好的示范推广作用。该项成果2002年获黑龙江省重大科技效益奖，2003年获黑龙江省科学技术进步奖一等奖。
五、现代砌体结构与工程加固改造
1988～1992年，哈尔滨工业大学现代砌体结构与工程加固中心唐岱新进行了混凝土空心砌块砌体结构和配筋混凝土砌块砌体结构的研究，分别完成基本力学性能、本构关系、墙片抗震性能、砌块砌体裂缝机理与防治、高强砌块基本力学性能的试验研究等一系列研究课题。其中，该中心唐岱新、江洪斌等完成的“配筋砌块剪力墙结构在高层建设中应用系统的研究”，从系统研究的角度出发，解决了材料的基本力学性能、墙体构件的抗震性能和结构体系的关键技术等科学问题，形成了一整套包括构件计算方法、结构构造要求和结构设计理论的设计成套技术。主要研究内容：①材料的摹本力学性能研究；②墙体构件抗震性能研究；③结构体系的关键技术研究；④配筋砌块砌体配筋砌块砌体剪力墙结构施工技术及施工工法研究。配筋砌块砌体剪力墙结构具有节地、节能，土建工程造价低、节省工期和施工方便等显著特点，与钢筋混凝土结构相比，降低工程造价12％～20％、节省钢材30％～50％、施工期缩短1／3以上。该项研究大部分研究成果已被纳入中国新修订的国家标准《砌体结构设计规范》 GB50003－2001中。此外，该课题成果已为多栋国内高层配筋砌体建筑提供了技术支持，其中：上海园南小区18层配筋砌块剪力墙结构住宅，是该课题组成员参与试验研究建造的中国第一栋高层配筋砌块剪力墙结构房屋；与黑龙江省建工集团等合作，在黑龙江省建设了大量的配筋砌块剪力墙结构中高层建筑，其中哈尔滨市阿继科技园2栋18层高层住宅是国内最高的配筋砌块剪力墙结构房屋，大庆奥林国际公寓小区累计建设150万平方米配筋砌块剪力墙结构中高层住宅。该项成果2003年获黑龙江省城乡建设科技进步奖一等奖。
六、防灾减灾工程及防护工程
哈尔滨工业大学防灾减灾工程及防护工程研究中心，20世纪80年代，创立了结构与工程系统的全局全寿命优化设计理论。同时，在中国率先开展结构振动控制的研究，建立了结构耗能减震分析与设计理论，进行了中国第一个结构主动控制实验，实现了世界首例海洋平台结构冰激振动的磁流变智能控制和斜拉索风雨振磁流变半主动控制工程。完成国家自然科学基金“七五”重大项目“工程结构系统优化与专家系统”课题。20世纪90年代，开展了中国结构抗震性态设计理论、大型复杂结构抗震远程协同实验技术和大规模精细化数值模拟技术、重大工程健康监测与全寿命保障技术等的研究，编写出版中国第一部《建筑工程抗震性态设计通则》，开拓了纳米智能混凝土研究方向，研究成果获国家科技进步奖二等奖2项和多项省部级科技进步奖。主持完成 “八五”重大项目“城市与工程系统减灾基础研究”； 联合主持 “九五”重大项目“大型复杂结构的关键科学问题与设计理论研究”；主持完成 “城市轨道交通引起的环境振动及传播规律”等多项科研项目；完成“863”计划项目“海洋平台结构的健康监测与检测成像技术”等重点课题。其中，该中心欧世萍主持完成的“海洋平台结构检测维修、安全评定与实时监测系统”2003年获国家科技进步奖二等奖。
2000年以后，针对中国城市化进程快速发展对城市安全的迫切需求，开展了城市灾害安全与管理的研究，推动城市灾害学的发展，为城市安全提供保障。
