校企联合科研，赋能抗震技术创新——中建八局四公司牵头研发的“钢混组合结构防震减灾关键技术”达到国际先进水平

近日，由中建八局第四建设有限公司联合青岛理工大学、天津大学共同完成的“钢混组合结构防震减灾关键技术研究与应用”科技成果评价会成功召开。山东省建筑业协会组织以知名专家组成的评价委员会，认真审阅了评价资料，经质询讨论和现场评估，一致认为该成果创新性突出，整体达到国际先进水平。这标志着中建八局四公司在复杂钢结构与钢-混凝土组合结构抗震减灾领域取得了突破，为我国建筑工业化与高性能化发展贡献了关键的“八局智慧”。

本次评价的科技成果，是针对当前大型复杂公共建筑中日益广泛应用的钢-混组合结构所面临的三大核心痛点——构件承载力不足、梁柱连接复杂、震后功能恢复困难，展开的从“构件—节点—体系”全链条的系统性攻关。项目组依托青岛虚拟现实创享中心等省市重点工程，通过理论推导、有限元模拟、低周往复试验与工程实践深度融合，形成了一系列原创性、系统性的创新成果，为提升我国建筑结构的抗震韧性与防震减灾能力提供了坚实的技术支撑。

图1 项目应用的钢混组合结构体系

一、 核心创新：三大技术体系铸就“抗震堡垒”

1. 高性能钢-混组合构件：突破传统承载力瓶颈

研究团队针对超大跨度与高荷载条件下传统组合柱承载力不足、延性有限的问题，研发了适用于不同场景的高性能组合柱。一是创新提出了L形薄壁方钢管组合柱（LFTST柱），通过试验与有限元分析，揭示了其受力特征与破坏模式，并提出了精准的承载力计算公式，有效提升了建筑空间利用率和结构抗震性能。二是拓展了新型模块化装配式钢-混组合柱（PSRC柱），通过足尺试件的拟静力试验和数值模型的深入分析，阐明了轴压比、剪跨比等关键参数的影响规律，建立了该组合柱的恢复力模型和承载力简化计算方法。试验表明该体系耗能能力优异，彻底突破了传统组合柱构造复杂、理论滞后的技术瓶颈。

图2 装配式钢混凝土组合柱（PSRC）拟静力试验与有限元分析

2. 高效装配式梁柱连接技术：实现“干式”连接，规避焊接风险

连接节点是装配式结构的“命门”。科研团队开创性地提出了高性能装配式钢-混凝土组合节点的分离式设计与干式连接新体系，在节点核心区内将预制柱纵筋与钢骨分离，利用节点模块实现预制柱与钢梁的高效连接。通过对6个边节点和中节点试件的低周往复加载试验，验证了该体系在不同连接方式（栓焊混合、全焊接、全螺栓）和不同梁柱线刚度比下的卓越抗震性能。此外，团队研发了无需现场焊接的钢管束组合剪力墙-梁锚固式连接技术，通过预埋件与混凝土的嵌固锚栓作用实现高效力传递，完全避免了传统焊接带来的脆性破坏和质量风险。预埋件拉拔试验表明，带挡板预埋件的极限承载力可达1405kN，延性提升55%以上，显著提升了结构的可靠性和工程可实施性。

图3新型模块化组合节点（MPCJ）试验破坏形态与滞回性能研究

3. 可恢复功能结构体系：革新抗震设计理念

面对传统框架结构“震后修复难、功能恢复慢”的行业顽疾，项目团队提出了革命性的解决方案。一是创建了带可更换构件的RCS混合框架结构体系。该体系由主框架与耗能框架组成，通过巧妙设计，引导地震能量在可更换钢梁上集中耗散，保护主体结构弹性或轻微受损，震后仅需更换构件即可快速恢复建筑使用功能。该研究创新性地提出了以“弹性刚度比（2.8~4.3）”和“屈服位移比（>1.8）”为核心的双参数抗震设计方法，为可恢复功能结构的工程应用铺平了道路。二是提出了新型装配式钢-混组合框架（PSRCS）体系。OpenSees数值模拟与振动台分析表明，PSRCS框架的破坏模式为延性的“梁铰”机制，最大承载力下的变形能力比普通刚接框架提高15%~75%，且动力响应位移滞后，能有效降低地震作用，保护非结构构件。

图：带可更换构件的RCS混合框架结构体系及其理想基底剪力-位移曲线

二、 工程实践与效益：从“试验室”到“地标建筑”的跨越

这一系列关键技术并非停留在理论层面，而是已在重大工程中开花结果。以青岛虚拟现实创享中心这一“外星飞碟”造型的地标建筑为例，项目团队成功应用了本成果的高性能钢-混组合节点与施工技术，解决了超大跨度、复杂空间结构的安全连接与高效施工难题。据统计，成果有效节约了施工工期，降低了材料损耗。更重要的是，它大幅提升了建筑的“韧性”——即抵御自然灾害并快速恢复功能的能力，为保护人民生命财产安全、减少灾后重建环境压力作出了重要贡献。项目已获授权发明专利2项、实用新型专利6项、省部级工法3项、软件著作权4项，并荣获山东省优质结构工程奖、山东省钢结构金奖等多项荣誉。

三、 结语：科技驱动，筑牢城市安全与高质量发展的基石

“钢混组合结构防震减灾关键技术研究与应用”成果的成功评价，是中建八局四公司坚持“科技强企”战略、深化“产学研用”合作的又一里程碑。该成果不仅为青岛虚拟现实创享中心等重大项目的完美履约提供了核心技术保障，更建立起一套完整的、具有国际先进水平的抗震设计理论与施工方法。

未来，中建八局四公司将继续秉承“创新驱动、品质为先”的理念，将本次成果更广泛地应用于超高层建筑、大型场馆、城市更新等领域，持续推动我国建筑结构向更高性能、更高效率、更高韧性的方向发展，以实际行动践行“人民至上、生命至上”的理念，为国家的高质量发展和人民的安居乐业筑起一道坚不可摧的科技防线。