[01232593]大型公共建筑抗风关键技术研究与应用

结合现场实测、风洞试验、数值计算和理论分析方法,深入系统地研究了大型公共建筑的风效应及相关问题,发展了大跨结构抗风设计的关键技术,研发了多种结构健康监测新设备及新技术,创立了几种大跨建筑结构新体系,成果已广泛应用于实际工程,产生了重大的经济效益和社会效益。 主要创新： 1.采用多种监测手段,在东南沿海地区对边界层风场进行了长期的实测,建立了不同地貌类别边界层风速剖面及湍流参数剖面模型,揭示了台风不同登陆阶段风场的变化规律,为结构抗风设计提供了科学依据,成果填补了国内外空白,已应用于多座大跨度场馆的抗台风设计。提出了复杂地貌近地风速修正的标准化方法,提高了气象预报及风速统计的准确性。 2. 通过多座大跨建筑结构强/台风效应的实测研究,揭示了大跨结构风荷载及风振响应特征,提出了大跨结构抗风设计的阻尼比取值范围, 应用于多个实际工程。 3.研发了拥有14项专利的结构健康监测新设备及新技术,其性能指标达到了国际先进水平,己国产化生产及广泛应用。 4.在大湍流尺度条件下,深入研究了湍流绕钝体的分离、附着、涡列发生的机理,揭示了钝体表面极值负压产生的机理以及湍流对钝体表面风压的影响,提出的风压概率模型能更准确预测峰值风压,已应用于大跨结构设计。 5. 通过大量风洞实验,对大跨结构风致破坏机理进行了深入研究,揭示了风致内压变化规律及其引起大跨覆盖层破坏的原因,为大跨结构的抗风安全设计提供了科学依据。提出了大跨结构高精度空间风荷载和风致响应计算及优化设计方法。成果应用于多项实际工程,取得了重大的经济效益。 6.提岀了大涡模拟亚格子新模型及入口湍流流场新方法,解决了工程应用中准确模拟入口湍流的关键问题,实现了对大跨结构风效应高雷诺数（10E+8量级）的大涡模拟。基于双流体欧拉模型,创新性地提出了风夹雨和风雪耦合数值模拟新方法;研发了多套数值风洞软件用于大跨结构的抗风、抗风雨、抗风雪设计。 7.创立了几种大跨结构新体系,提高了其抗风安全性,并显著降低工程造价。提出的结构分析新方法被通用的结构设计软件（PKPM）所采纳,广泛应用于实际工程。 8.建立了基于风洞试验及风气候分析的风环境评估方法,应用于多个新城区的规划和设计, 为城市环境可持续发展提供了新的技术手段和成功范例。 9.参与编制国家标准《建筑与桥梁结构监测技术规范GB50982-2014》,主持编著《建筑与桥梁结构监测技术规范应用与分析GB50982-2014》,为结构检测、监测及加固提供了科学指导和技术支撑。 成果及影响：发表相关论文168篇（142篇SCI杂志文章）,被SCI杂志他引2140次,出版专著3本。获授权10项发明专利和11项实用新型专利及2项软件著作权。 奖项： 获美国土木工程师协会2016年度Jack E. Cermak奖,澳大利亚K.H. Hunt 研究优异奖,中国土木工程詹天佑奖（3项）,全国优秀建筑结构设计一等奖（3项）。 应用推广：研究成果应用于数十栋大跨建筑结构的抗风设计及监测。 技术经济指标：取得了具有重要创新性的系列成果,总体技术水平和科研成果国际领先,总经济效益超过3亿元。