防災科技學院研究團隊針對汶川地震極震區(qū)倒塌破壞最為嚴重的多層鋼筋混凝土框架結構和底商多層砌體結構,基于震害經(jīng)驗總結、實驗驗證和理論分析等手段進行科技攻關,取得地震破壞機理的全新認識。研究認為,梁上填充墻的約束效應是導致“強柱弱梁”抗震設計難以實現(xiàn)的重要原因,發(fā)現(xiàn)不均衡設置的半高連續(xù)填充墻將引起地震力向受約束的柱高度凝聚,成為結構中典型的薄弱環(huán)節(jié),最終引起結構整體倒塌。研究團隊將這一倒塌機理概括為“凝震聚力,個個擊破”。
研究團隊經(jīng)過多年研究,針對我國常見的房屋類型,建立了定性與定量相結合的“散、脆、偏、單”抗震能力評定新方法,指出我國城鄉(xiāng)建筑如果克服這四類結構缺陷,實現(xiàn)“整而不散、延而不脆、勻而不偏、冗而不單”,抗震目標可達到“七級不壞、八級不倒”,是對抗震概念設計的有益發(fā)展。研究團隊還對結構的關鍵受力構件墩柱的抗震性能開展了專門研究,發(fā)展了適用于剪切破壞形態(tài)的墩柱抗震數(shù)值分析模型,為揭示結構的地震破壞機理提供了手段。將高強鋼筋、FRP(纖維增強復合材料)、早強混凝土等新材料引入墩柱的抗震設計和震后修復,提高了結構的韌性水準。針對建設場地存在不均勻沉陷對結構隔震設計的困難,發(fā)明了高度可調(diào)橡膠隔震支座,同時具備隔震和抗御地基不均勻沉陷的功能,工程應用超過16萬平方米。為提高高層剪力墻結構的抗震能力,發(fā)明了鑲嵌于連梁中間的鋼滯變阻尼器。在連梁兩端相對位移驅動下,阻尼器消能片全高度等應力屈服,模塊化裝配,參數(shù)調(diào)整靈活,耗能效果十分顯著,工程應用超過200萬平方米。
在該領域,研究團隊取得多項科技成果,共取得國家發(fā)明專利11項,計算機軟件著作權2項,出版專著1部,發(fā)表核心以上論文100余篇,3篇論文入選“領跑者5000—中國精品科技期刊頂尖學術論文”。