走訪武漢大學高性能混凝土材料與結構團隊

2023年6月2日下午，《建筑結構學報》編輯部一行3人走訪了武漢大學高性能混凝土材料與結構研究團隊。團隊負責人徐禮華教授及骨干成員池寅副教授、劉素梅副教授、黃樂副研究員等參加了交流活動。

徐禮華教授代表武漢大學高性能混凝土材料與結構團隊對編輯部的到訪表示了熱烈歡迎，并對研究團隊基本情況進行了簡要介紹。隨后，池寅副教授匯報了團隊的研究工作及成果，具體如下：

一、高性能纖維混凝土強度理論與本構關系

1、高性能纖維混凝土三維空間破壞準則

提出了考慮混雜纖維特征參數影響的破壞包絡面拉、壓子午線方程，建立了三維空間破壞準則，開發了強度準則的圖形用戶界面（GUI）人機交互，形成了軟件著作權，解決了復合應力狀態下高性能纖維混凝土屈服和破壞判斷以及復雜加載路徑下的強度計算難題。

2、高性能纖維混凝土彈塑性損傷本構模型

創建了高性能纖維混凝彈塑性損傷本構理論模型及其優化半隱式回映算法，具有物理意義明確、普適性好、魯棒性強、收斂速度快等優勢，突破了復雜受力下材料及結構損傷破壞行為高效準確預測的瓶頸。

創建了鋼筋-高性能纖維混凝土黏結-滑移彈塑性損傷本構模型及纖維-基體黏結-滑移本構模型，可以真實模擬不同纖維特征參數的高性能纖維混凝土與不同外形的鋼筋（變形鋼筋和光圓鋼筋）在不同加載路徑（單調加載、重復加載和低周反復加載）下的黏結-滑移全過程，為復雜工程結構全壽命周期性態模擬與災變過程控制提供了理論基礎和技術支持。

3、高性能纖維混凝土構件精細化分析模型及設計計算理論

建立了細觀結構隨機骨料模型及等效概率模型，形成了結構性能多尺度非線性分析及精細化模擬的基礎理論和方法，揭示了纖維增強機理及細觀損傷機理，突破了傳統建模方法難以真實模擬高性能纖維混凝土構件損傷發展過程及力學響應規律的局限。建立了高性能纖維混凝土構件靜力及抗震承載力計算方法，提出了恢復力模型，為保障工程結構的合理設計及安全服役提供了理論支撐。

創建了鋼筋-高性能纖維混凝土黏結-滑移彈塑性損傷本構模型及纖維-基體黏結-滑移本構模型，可以真實模擬不同纖維特征參數的高性能纖維混凝土與不同外形的鋼筋（變形鋼筋和光圓鋼筋）在不同加載路徑（單調加載、重復加載和低周反復加載）下的黏結-滑移全過程，為復雜工程結構全壽命周期性態模擬與災變過程控制提供了理論基礎和技術支持。

二、鋼管高性能混凝土結構設計理論

1、組合鋼管混凝土受力性能和設計理論

為適應高層建筑對有效空間和視覺效果的要求，提出了組合異形鋼管混凝土柱的構造形式，有效解決了傳統異形鋼管混凝土柱焊縫質量難以保證、截面形狀不易控制、套箍約束小、鋼管陰角易壞的難題。揭示了多種組合鋼管混凝土柱在壓、彎、剪、扭及其組合受力狀態下的工作機理和破壞機制，提出了力學分析模型，建立了受壓、受彎及受剪承載力計算方法。

提出了組合異形鋼管混凝土柱-鋼梁節點和雙側板穿心式鋼管混凝土柱-鋼梁節點的構造形式，創新發展了加腋內隔板貫穿式鋼管混凝土柱-鋼梁節點；揭示了上述節點及框架結構在地震作用下的動力反應規律，提出了相應的減震措施。有效解決了多種組合鋼管混凝土梁柱節點連接的難題，實現了“梁鉸破壞機制”，保證了“強柱弱梁，強節點”的抗震設計要求。

2、鋼管超高性能混凝土受力性能和設計理論

闡明了矩形和圓形鋼管超高性能混凝土柱的受壓工作機理及破壞機理，建立了復雜作用下矩形（圓形）截面構件承載力計算方法；構建了鋼管超高性能混凝土柱靜力試驗數據庫，并提出了基于數據驅動的承載力統一計算方法。

闡明了鋼管超高性能混凝土柱的抗震破壞機理和耗能機制，揭示了地震作用下鋼管和超高性能混凝土的相互作用規律；構建了鋼管超高性能混凝土構件抗震試驗的數據庫，提出了基于數據驅動的抗震分析模型。

闡明了標準火災下鋼管超高性能混凝土柱高溫失效機理，提出了基于平均溫度的構件耐火承載力計算方法；建立了標準火災下鋼管混凝土平均溫度計算公式，提出了適用多種混凝土類型的鋼管混凝土防火設計方法。

3、鋼管約束超高性能混凝土本構模型

提出了含粗骨料/混雜纖維的超高性能混凝土隨機細觀結構幾何模型快速重構方法，建立了鋼管超高性能混凝土的宏-細觀組合模型，突破了鋼管與核心超高性能混凝土相互作用機制準確描述的難題。建立了超高性能混凝土主動約束應力-應變模型、橫向應變-軸向應變模型，創建了鋼管約束超高性能混凝土本構模型，可準確描述鋼管超高性能混凝土力學行為，為相應結構力學行為非線性分析提供了理論支持。

研究成果已成功應用于武漢濱江天街項目工程、武漢中心、軍山長江大橋橋面工程、白沙洲長江大橋、馬池路立交橋、長豐橋、荊州長江大橋、湖北武黃高速等工程。

學術交流后，徐禮華教授帶領編輯部一行參觀了極端服役環境下材料及結構實驗室。

通過交流學習，增進了《建筑結構學報》編輯團隊和武漢大學高性能混凝土材料與結構團隊的相互了解，期待今后開展更多的交流合作。

本次學術走訪活動得到了武漢大學高性能混凝土材料與結構團隊的大力支持和周到安排，《建筑結構學報》編輯部全體工作人員深表謝意！

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原文標題：學術前沿|走訪武漢大學高性能混凝土材料與結構團隊

來源作者： 建筑結構學報池寅

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