山东建筑大学张鑫教授带领的团队主持完成的“建筑物移位改造工程新技术及应用”科研项目荣获了国家技术发明奖二等奖。
在大规模旧城改造及城镇化进程中,大量既有建筑拆除与保护利用之间的矛盾十分突出,特别是作为文化传承载体的优秀历史建筑,一旦拆除将造成无法挽回的损失。采用移位技术将建筑物由原位置移至指定位置,实施移位改造是保护利用既有建筑的有效途径。
张鑫教授及其团队自1998年开始,在国家科技支撑计划、国家自然科学基金和重大工程项目等支持下,对建筑物移位改造技术进行了深入系统的研究,揭示了托换结构受力机理、牵引控制机制、组合隔震系统力学特性等,提出了托换结构设计方法,发明了移位测控系统及相关设备装置,发明了就位连接方法以及地下增层方法,形成了建筑物移位改造成套新技术。
该项目主要发明点有:
第一,揭示了柱四面包裹式和预应力装配式托换节点的受力机理,首次提出移位托换节点的设计方法;
第二,针对移动过程中牵引与控制各关键环节,提出移动摩阻系数取值方法及牵引力计算公式,研发了基于建筑物重量和摩阻系数的移位测控系统和连续行进移位牵引设备,实现了建筑物移位同步自动控制;
第三,首次提出将行走装置与铅芯橡胶垫相结合的组合隔震支座,阐明了组合支座的受力机理,发明了组合支座就位连接新方法,提高了移位建筑物的抗震能力;发明了高性能混凝土外包薄层对截断柱的加固方法,提高了框架结构顶升移位后的承载能力;
第四,发明了基于建筑物移位托换技术的以静压桩、钢管桩等为支撑构件的既有建筑地下增层工艺,解决了既有建筑室内有限空间施工的难题,并可增设多层地下室。
张鑫教授及其团队荣获的国家技术发明奖是近五年来山东建筑大学第二次获得国家科学技术奖,也是学校首次荣获国家技术发明奖,标志着学校科技创新能力和科技成果水平又取得了新的突破!