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AATU分享 | “博觀而約取，厚積而薄發”——天大設計總院結構設計創新之路
2020-08-06
天津大學建筑設計規劃研究總院有限公司（以下簡稱“天大設計總院”）在中國建筑金屬結構協會近期開展的“科技創新企業”評選活動中，以鋼結構創優設計和裝配式創新技術領域的深厚積淀獲得評審委員會高度認可，榮獲“2019年度建筑鋼結構行業科技創新優秀企業”稱號。
天大設計總院以新型高效裝配式建筑結構體系、大跨場館鋼結構關鍵技術和復雜高層結構技術研發為主線，致力于探索工程創新、技術研發與教學育人工作深度融合的“產學研用”平臺模式，現擁有天津市房屋建筑鋼結構工程技術中心、天津市裝配式建筑工程技術中心等4家省部級工程技術中心。近3年憑借優異的科技創新業績獲批國家裝配式建筑產業基地和博士后科研工作站，與國內多家企業在張弦結構體系分析設計與施工技術、矩形鋼管混凝土結構及住宅鋼結構技術、復雜鋼結構分析設計與施工技術、裝配式建筑關鍵技術研發和裝配式建筑設計與施工等領域建立了長期良好合作關系，促進科研、設計、制造和施工單位的資源整合，形成了五大技術體系，積極推動創新技術成果在工程中的快速應用，提高了建筑產業鏈運營效率。
技術體系01
大跨場館新型結構體系分析設計理論及施工關鍵技術研究及應用
依托天津市科技計劃項目“大跨度場館新型結構體系分析設計施工關鍵技術研究與工程應用”和天津市第一批人才發展特殊支持計劃“高層次創新創業團隊”等項目的支持，天大設計總院研發了橢圓形不連續支承弦支穹頂專利技術，提出了大跨度矩形扁平弦支結構體系，創新了一種邊界不等高橢圓形復合式索穹頂結構體系；首次提出了新型雙層正交正放網格弦支穹頂結構體系以及配套的節點專利技術，完成了新型體系整體結構靜動力性能和穩定性能的研究，建立了各種新型鋼結構體系的設計方法；研發出新型直埋式支座節點，通過模型試驗研究和參數化分析得到了節點破壞模式和承載力影響因素，成功解決了建筑造型日益復雜、新穎獨特的場館建筑的結構體系選型設計和關鍵節點構造問題。
創新技術已成功應用于2013年東亞運動會、2017年全運會和2022年冬奧會多個場館建筑的建設，相關技術獲得2017年度天津市科技進步二等獎，并獲得多項行業優秀勘察設計獎、教育部優秀工程勘察設計獎等獎勵，其中天津中醫藥大學新建體育館屋蓋弦支穹頂結構工程獲2019年度行業優秀勘察設計獎優秀建筑結構一等獎，實現了總院近五年結構專業行業獎一等獎的突破。
技術體系02
裝配式剪力墻齒槽連接技術
依托國家自然科學基金面上項目“裝配式剪力墻齒槽式連接節點破壞機理與抗震性能研究”支持，天大設計總院獨立研發了裝配式剪力墻齒槽連接技術，在試驗研究和理論計算方面取得了系列研究成果，解決了裝配式剪力墻結構豎向鋼筋套筒灌漿連接及漿錨連接中存在的制作與施工精度要求高、安裝就位困難、裝配效率低、灌漿質量不易保證等共性技術問題。
該技術已成功應用于天津市雙青新家園、天津大學研究生公寓等項目中，取得了較好的經濟和社會效益。
技術體系03
高性能裝配式混合框架體系
依托天津市科技計劃項目“高性能裝配式框架關鍵技術研究”的支持，天大設計總院開發了一套新型的高性能裝配式混合框架體系。該體系主要由離心預制混凝土管組合柱、鋼梁和樓板等部件組成，綜合了鋼結構和混凝土結構各自優勢，同時結合現有成熟的管樁離心生產工藝，兼顧結構性能、施工效率和經濟性，符合建筑產業化發展要求。現已應用于壩道工程醫院平輿實驗基地配套區學生宿舍項目中。
技術體系04
大跨度建筑結構溫度效應分析設計理論研究及應用
依托天大設計總院承接的山東茌平體育館大跨度弦支穹頂-疊合拱復合結構體系項目，創新了太陽輻射作用下大跨度空間結構非均勻溫度效應分析方法及理論計算公式，完成了大跨度弦支穹頂結構的溫度效應分析和施工階段的溫度效應監測；通過索穹頂結構火災下溫度場及結構響應的數值模擬分析，揭示了高溫下索穹結構溫度響應力學分布規律。該技術已推廣應用于2017年全運會場館等60余項大型鋼結構項目中，獲2018年度天津市科技進步一等獎，實現了總院近五年省部級科技進步一等獎的突破。
技術體系05
方鋼管混凝土組合異形柱體系研究及應用
天大設計總院積極響應國家發展裝配式建筑的戰略需求，在滄州福康家園鋼結構住宅項目中成功把方鋼管組合異形柱體系推廣應用到25層的高層住宅建筑，充分發揮了該體系截面形式靈活、尺寸小、柱子隱藏于墻體內部、不露柱子凸角等優點，提高了建筑裝配效率，縮短了施工周期，取得了顯著的經濟和社會效益。
? 滄州市福康家園公租房
目前滄州福康家園鋼結構住宅項目已經竣工驗收，被評為住建部裝配式建筑科技示范工程，獲2019年度行業優秀勘察設計優秀建筑結構二等獎和中國鋼結構金獎等榮譽。
通過多年的技術研發與工程實踐，天大設計總院在高層鋼結構住宅領域取得了豐富的科研成果，積累了大量設計經驗。該技術體系在滄州陽光城-翡麗公園、尚林苑（白領宿舍）和萬通盛秦西苑（地塊二住宅）等十余項鋼結構住宅項目中成功應用，為總院獲批國家裝配式建筑產業基地奠定了堅實基礎。
? 尚林苑項目
