走访武汉大学高性能混凝土材料与结构团队

团队负责人

   

徐礼华 

教授 博士生导师

武汉大学二级教授、教学名师，国务院政府特殊津贴专家，国家一级注册结构工程师。

担任第十四届全国政协委员，九三学社中央委员及湖北省委副主委，《土木工程学报》编委、教育部高等学校土木工程专业教学指导分委员会委员等。

获湖北省科技进步奖一等奖1项、教育部科技进步奖一等奖2项；获国家级教学成果奖二等奖2项、湖北省教学成果奖一等奖1项、宝钢教育基金优秀教师；主持国家自然科学基金重点项目等40余项纵向课题；出版专著3部，主编国家行业标准1部，授权国家发明专利12项、软件著作权3项，发表学术论文170余篇，入选2022斯坦福全球前2％顶尖科学家榜单。

   

2023年6月2日下午，《建筑结构学报》编辑部一行3人走访了武汉大学高性能混凝土材料与结构研究团队。团队负责人徐礼华教授及骨干成员池寅副教授、刘素梅副教授、黄乐副研究员等参加了交流活动。

   

交流现场

   

合影

徐礼华教授代表武汉大学高性能混凝土材料与结构团队对编辑部的到访表示了热烈欢迎，并对研究团队基本情况进行了简要介绍。随后，池寅副教授汇报了团队的研究工作及成果，具体如下： 

提出了考虑混杂纤维特征参数影响的破坏包络面拉、压子午线方程，建立了三维空间破坏准则，开发了强度准则的图形用户界面（GUI）人机交互，形成了软件著作权，解决了复合应力状态下高性能纤维混凝土屈服和破坏判断以及复杂加载路径下的强度计算难题。

   

创建了高性能纤维混凝弹塑性损伤本构理论模型及其优化半隐式回映算法，具有物理意义明确、普适性好、鲁棒性强、收敛速度快等优势，突破了复杂受力下材料及结构损伤破坏行为高效准确预测的瓶颈。

   

创建了钢筋-高性能纤维混凝土黏结-滑移弹塑性损伤本构模型及纤维-基体黏结-滑移本构模型，可以真实模拟不同纤维特征参数的高性能纤维混凝土与不同外形的钢筋（变形钢筋和光圆钢筋）在不同加载路径（单调加载、重复加载和低周反复加载）下的黏结-滑移全过程，为复杂工程结构全寿命周期性态模拟与灾变过程控制提供了理论基础和技术支持。

   

建立了细观结构随机骨料模型及等效概率模型，形成了结构性能多尺度非线性分析及精细化模拟的基础理论和方法，揭示了纤维增强机理及细观损伤机理，突破了传统建模方法难以真实模拟高性能纤维混凝土构件损伤发展过程及力学响应规律的局限。建立了高性能纤维混凝土构件静力及抗震承载力计算方法，提出了恢复力模型，为保障工程结构的合理设计及安全服役提供了理论支撑。

   

为适应高层建筑对有效空间和视觉效果的要求，提出了组合异形钢管混凝土柱的构造形式，有效解决了传统异形钢管混凝土柱焊缝质量难以保证、截面形状不易控制、套箍约束小、钢管阴角易坏的难题。揭示了多种组合钢管混凝土柱在压、弯、剪、扭及其组合受力状态下的工作机理和破坏机制，提出了力学分析模型，建立了受压、受弯及受剪承载力计算方法。

   

提出了组合异形钢管混凝土柱-钢梁节点和双侧板穿心式钢管混凝土柱-钢梁节点的构造形式，创新发展了加腋内隔板贯穿式钢管混凝土柱-钢梁节点；揭示了上述节点及框架结构在地震作用下的动力反应规律，提出了相应的减震措施。有效解决了多种组合钢管混凝土梁柱节点连接的难题，实现了“梁铰破坏机制”，保证了“强柱弱梁，强节点”的抗震设计要求。

   

阐明了矩形和圆形钢管超高性能混凝土柱的受压工作机理及破坏机理，建立了复杂作用下矩形（圆形）截面构件承载力计算方法；构建了钢管超高性能混凝土柱静力试验数据库，并提出了基于数据驱动的承载力统一计算方法。

   

阐明了钢管超高性能混凝土柱的抗震破坏机理和耗能机制，揭示了地震作用下钢管和超高性能混凝土的相互作用规律；构建了钢管超高性能混凝土构件抗震试验的数据库，提出了基于数据驱动的抗震分析模型。

   

阐明了标准火灾下钢管超高性能混凝土柱高温失效机理，提出了基于平均温度的构件耐火承载力计算方法；建立了标准火灾下钢管混凝土平均温度计算公式，提出了适用多种混凝土类型的钢管混凝土防火设计方法。

   

发明了含粗骨料/混杂纤维的超高性能混凝土随机细观结构几何模型快速重构方法，建立了钢管超高性能混凝土的宏-细观组合模型，突破了钢管与核心超高性能混凝土相互作用机制准确描述的难题。建立了超高性能混凝土主动约束应力-应变模型、横向应变-轴向应变模型，创建了钢管约束超高性能混凝土本构模型，可准确描述钢管超高性能混凝土力学行为，为相应结构力学行为非线性分析提供了理论支持。

   

   

研究成果已成功应用于武汉滨江天街项目工程、武汉中心、军山长江大桥桥面工程、白沙洲长江大桥、马池路立交桥、长丰桥、荆州长江大桥、湖北武黄高速等工程。

   

典型工程应用

学术交流后，徐礼华教授带领编辑部参观了极端服役环境下材料及结构实验室。

   

参观实验室

通过交流学习，增进了《建筑结构学报》编辑团队和武汉大学高性能混凝土材料与结构团队的相互了解，期待今后开展更多的交流合作。