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防灾减灾与防护工程省级领军人才梯队

发布日期:2020-08-15 14:35:16浏览:

  

防灾减灾与防护工程于2001年获批黑龙江省级领军人才梯队,梯队带头人计静教授,后备带头人张云峰教授。现有教师55人,教授13人,副教授26人。博士学位15人,硕士学位26人。博士生导师1人,三级教授1。入选中国石油与化学工业联合会优秀科技工作者1人,入选中国建筑结构行业杰出青年1人。梯队中教师学术兼职包括:中国钢结构协会钢-混凝土组合结构分会理事、中国钢结构协会防腐与防火分会理事、国家自然科学基金通讯评审专家,霍英东基金评审专家,中国博士后基金评审专家和教育部学位中心评审专家等。另外,一些教师为国际SCI收录期刊(Journal of Testing EvaluationInternational Journal of Structural Engineering Journal of Composite StructuresAdvances in Civil EngineeringEarthquake Engineering and Engineering Vibration)和国内中文核心期刊(建筑结构学报、土木工程学报、哈尔滨工业大学学报、航空动力学报、工程力学)等知名期刊的特约审稿专家。

我校防灾减灾与防护工程硕士点获批于1998年,本科专业开办于1986年。建立和发展用以提高工程结构和工程系统抵御自然灾害和人为灾害能力的科学理论、设计方法和工程技术,通过工程措施最大限度地减轻未来灾害可能造成的破坏,保证人民生命和财产的安全,保障灾后经济恢复和发展的能力,提高国防工程和人防工程的防护能力。根据防灾减灾与防护工程学科发展的优势和基础,结合学校和行业特色,立足于学科发展前沿,形成了具有鲜明特色和发展前途的四个研究方向。

研究方向一:工程结构抗震研究

(1)组合结构的抗震性能、稳定性能及设计方法研究

①方钢管高强混凝土柱低周疲劳损伤性能的理论与试验研究

考虑轴压比、长细比和材料强度等因素,开展了方钢管高强混凝土框架柱的低周疲劳损伤理论分析与试验研究,建立了方钢管高强混凝土框架柱的低周疲劳寿命方程;基于疲劳损伤性能的方钢管高强混凝土框架柱的抗震设计方法研究。揭示方钢管高强混凝土框架柱的地震损伤和破坏规律,为进行合理的抗震设计提供科学依据。

②钢管混凝土翼缘工字形梁稳定性能研究

基于统一的数学和力学方法,建立钢管混凝土翼缘工字形梁弯曲与扭转理论以及弹性弯扭屈曲理论,并考虑弹性约束的影响,依据能量变分法模型和微分方程模型的求解得到简支梁、连续梁弹性弯扭屈曲和畸变屈曲方程的近似解析解。考虑材料强度、含钢率、荷载工况等参数开展钢管混凝土翼缘工字形梁弯扭屈曲试验研究,提出一套钢管混凝土翼缘工字形梁弹性弯扭屈曲的简化设计公式。

③钢管混凝土空间桁架的抗震性能研究

开展了钢管混凝土空间抗侧力结构体系抗震性能的研究工作,设计、制作完成了31层圆钢管混凝土空间桁架核心筒模型(比例16),进行了模型的动力特性测试、伪动力试验、滞回性能试验研究,并开展了钢管混凝土空间抗侧力结构体系地震反应分析的理论研究。该研究为后来赛格广场等高层建筑的设计提供了理论依据。

(2)结构的加固与改造技术研究

既有房屋的加固与改造已成为土木工程界所关注的另一个热点问题。这种技术需要根据实际工程的特点提出合理的技术方案,有比较强的个性化特点。我们近些年来,采用体外预应力技术开展了预应力混凝土梁、网架结构的加固与抗震性能研究,还提出一种新型的套建增层结构体系。

①体外预应力加固技术研究

体外预应力是一种经济适用的混凝土结构加固技术。开展了2根体外预应力混凝土梁的静力试验研究,提出裂缝状态下混凝土梁的加固设计公式。

②网架结构加固技术研究

提出体外布索的网架结构预应力加固方案,提出体外布索正放四角锥网架竖向地震内力的简化计算方法,给出体外布索正放四角锥网架竖向地震内力分布规律,提出相应的设计与分析建议。

③结构套建增层改造技术研究

提出了一种新型套建框架结构形式,建立了内置H型钢的预应力混凝土组合梁的恢复力模型,基于理论分析提出了这类框架结构抗震设计方法。

(3)储液容器地震破坏机理及振动控制研究

①立式柔性非金属罐底储罐的地震响应与控制研究

该研究已经形成了相应的理论基础和技术基础,并构成了自己的研究特色。针对立式储液容器抗震性能研究、动响应控制研究及柔性非金属罐底储罐体系的研究,建立了基于性能的抗提离抗震设计分析的损伤指数和评价体系。建立了柔性罐底储罐减震耗能体系,建立了立式储液容器动响应控制的理论分析体系,结合理论分析,数值仿真分析及实验研究成果,提出工程设计方法、基础设计方法和施工要求。

②用圆环耗能器和液压阻尼系统控制浮放储罐地震响应和提离失稳

针对立式钢制储罐地震响应及提离效应问题,考虑基础与土壤的相互作用,建立了用圆环耗能器控制体系的力学分析模型,并给出了运动分析方程。对比了储液容器液固耦合质量无控与有控时的位移、绝对加速度和基底剪力和提离转角的时程曲线;经数值计算表明圆环耗能器能够有效的控制地震响应及提离。

③立式浮放储罐地震反应试验研究与动力反应谱分析

对储罐模型进行了地震动台试验,测试储罐的地震响应。在此基础上运用大型有限元分析软件ANSYS对储罐模型地震动响应进行了数值仿真分析。确定了模型试验与数值仿真试验的关系。通过模态响应及动力反应谱分析,得出了储罐的应力分布规律,为今后储罐的工程设计提供了可靠的参考依据。

④立式储罐与地基相互作用的地震响应和动力特性分析

考虑地基与储罐相互作用,对储罐在水平地震荷载作用下的反应进行计算。推导出系统刚度矩阵及质量矩阵的计算过程。得出四种场地条件下的地震响应分析,得出储罐各种参数对地震反应的影响规律。

(4)管道地震破坏机理及振动控制研究

① 断层作用下埋地管道破坏机理研究

采用通用的有限元软件ANSYS建立了跨断层埋地管线的三维有限元模型(弹簧管道土体(DP)有限元模型)。考虑了管道与土体的材料非线性、几何非线性以及管土的相互作用,解决了常规的弹簧方法不能很好模拟管土相互作用的问题,分析比较了管道直径、壁厚、埋深、土体特性、管道与断层的交角等参数对跨断层埋地管道动力响应的影响,获得有益的成果,并对规范提出了修改建议。

②跨断层埋地管道的隔震技术研究

提出管道跨断层隔震措施,建立了跨断层隔震管道的分析模型,提出计算分析基本理论和具体方法。分析各种因素对跨断层隔震管段地震反应及隔震效果的影响。提出了跨断层隔震管道工程设计流程和要求。

③充满液体管道动力分析与抗震设计

a、在架空管道方面,考虑架空管道系统承受通过支座输入的地震动,同时考虑管内液体和管道的耦联作用,建立架空管道的运动方程,通过分析得出管内液体流动对架空输液管道系统动力响应的影响。

b、在埋地管道方面,考虑管内液体和管道的耦联作用并考虑土壤对管道的作用,建立了埋地管线运动方程,得出了管内液体流动、土壤条件、管径对埋地输液管道动力响应的影响。在不考虑管内流体的情况下,研究了惯性力对埋地管道动力响应的影响。

5年来,防灾减灾与防护工程梯队在Journal of testing evaluationInternational Journal of structural engineeringInternational Journal of composite structure和国内一级学报哈尔滨工业大学学报、建筑结构学报、航空动力学报、土木工程学报、工程力学等知名期刊上发表论文200余篇,其中SCI/EI等收录60余篇,授权的发明专利30余项,获黑龙江省科技厅科技进步三等奖一项,黑龙江省高校科技进步一等奖、二等奖各一项,黑龙江省城乡建设科技进步一等奖一项,获中国石油石化联合会首届专利优秀奖一项。

多年来,研究团队一直注重产学研结合,在努力扩大研究方向、提高科学研究水平的同时,注重和所在区域及研究领域相结合,一些研究成果已在石油石化等企业得到了推广应用,取得了显著的经济和社会效益。

 

 


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