工作年报

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2022年度实验室工作年报

发布日期:2023-11-20 浏览量:

一、研究水平与贡献

1.1 主要研究成果与贡献

本年度实验室在以下3个方面取得了重要研究成果与进展。

(1) 既有建筑地下增层关键技术

针对老旧小区缺少地下停车场、既有建筑地下空间亟待开发等社会重大需求,自2005年开展技术攻关,通过理论分析、模型试验、数值模拟和现场原位测试,揭示了地下增层中桩周土开挖条件下的上部荷载的传递规律以及桩基稳定性变化规律,阐明了托换构件的受力机理;发明了多项地下增层方法和设备,形成了成套技术。研发的技术应用在济南商埠区历史建筑原位地下增层、济南天主教修女会院和济南宏济堂移位地下增层等多项工程中,增设多层地下室或地下停车场,保护了既有建筑,提升了使用功能。自2014年以来,本项研究获授权国家发明专利12项,发表论文19篇。2022年,主编发布山东省工程建设标准《既有建筑地下增层技术规程》DB37/T 5212-2022。“既有建筑地下增层关键技术”获2022年山东省技术发明二等奖。

(2) 建筑物长距离及复杂移位的关键技术研究与应用

针对建筑物长距离及复杂移位工程中截断托换、移位控制、就位连接等关键科学技术问题,建立了复杂建筑长距离拖车平移关键技术,自主研发移位拖车和控制系统,形成PLC液压伺服多点同步控制顶升方法,建立了拖车、托换及上部结构协同受力的分析方法,并开展实际工程应用。“建筑物长距离及复杂移位的关键技术研究与应用”获中国施工企业管理协会工程建设科技进步二等奖。完成国内外首例不规则扇形布车、单体面积(4600m2)及重量最大(7500吨)拖车平移工程,平移距离500米。

(3) 建(构)筑物纠倾关键技术及工程应用

针对建筑结构纠倾托换体系,研究了托换结构体系的受力机理,揭示了连系梁对结构受力的影响;建立了托换结构与上部结构的刚度协调模型,提出了基于刚度协调的托换结构整体设计方法。纠倾造价为拆除重建的20-40%、工期为1/5-1/3,降低了结构纠倾过程中的倒塌风险,避免了建筑拆除。2022年,主持完成纠倾建筑物10栋(其中多层6栋、小高层2栋、高层2栋),直径20米圆形水泥罐1座。近十年来典型纠倾加固项目建筑面积累计超过24万平方米。

1.2 承担科研任务总体情况

实验室聚焦国家重大战略需求,服务区域和行业发展需要,紧紧围绕建筑结构加固改造与地下空间工程领域的科学技术问题,在基础研究、科技创新和工程应用方面发挥了核心引领作用,取得了显著成绩。2022年度,实验室新增国家自然科学基金4项,其他纵向课题9项,企业委托横向科研课题35项,累计到账科研经费2446万元。

实验室着重以社会经济发展的任务需求为导向,以高层次科研创新团队为建设核心,面向工程,服务工程,持续发挥产学研一体化平台优势。2022年度,建筑物长距离及复杂移位的关键技术、建()筑物纠倾关键技术等研究成果,实现了研究成果到工程应用的重要突破,成果推广转化3000余万元。

二、学科发展与人才培养

2.1 学科发展建设情况

(1) 依托学科发展情况

土木工程学科自1995年以来作为省强化建设重点学科,1998年获硕士学位授予权,2006年获一级学科硕士授予权,2012年作为核心支撑学科获批“绿色建筑技术及其理论”服务国家特需博士人才培养项目,2018年入选山东省一流学科。2022年建筑结构加固改造与地下空间工程教育部重点实验室验收通过,强力支撑学科内涵建设,土木工程一流学科考核通过,特色研究方向竞争力显著提升。

(2) 持续推进科技创新,助推学科稳健发展

实验室面向学科发展前沿,聚焦国家和区域发展重大需求,在既有结构评估与加固改造、地震动与结构抗灾加固、历史建筑保护、地下空间结构安全与防灾形成了相对稳定的研究方向及研究团队,并在相关方向取得了标志性成果,特色鲜明。建筑物移位改造技术居国际领先,地震动衰减计算理论、工程抗火居国际先进。先后获国家技术发明二等奖、山东省科技进步一等奖等重大标志性成果,形成了具有国际共性和区域特性的学科特色和新优势。

(3) 面向国家战略,深化学科交叉融合

响应国家双碳战略目标,服务于建筑业高质量发展,积极发展新兴交叉学科,重点开展城市更新背景下既有结构性能评估与加固改造、绿色低碳建材及新型结构体系创新研究,促进与城市规划、建筑学、材料科学与工程等学科和科技创新平台的深度交叉通融合,推动新技术新材料在城市更新与旧城改造中的应用。

2.2 科教融合推动教学发展

(1) 科教融合,推动教学教育改革创新

以优势科研团队和平台为载体,促进教育模式的创新。实验室研究人员承担了土木工程、地下空间工程、智能制造等多个专业的本科教学教育工作,同时承担各类教学活动及教学改革任务。“地方高校土建类专业学位研究生 “双融合”培养模式的探索与实践”荣获山东省第九届教学成果奖(高等教育类)二等奖,获其他教学成果奖8项。承担“面向新工科的地下工程建造理论结合工程实践的教学改革研究”等校院级教改项目6项。实验室研究人员获山东省普通高等学校教师教学创新大赛奖、全国土木工程专业青年教师教学大赛等10人次。建设智慧树线上课程4门,发表教研论文8篇,

(2) 产学研一体化发展,打造多层次培养体系

实验室始终遵循学科建设、科技研发、技术推广协调创新的产学研一体化发展模式,在协同发展中探索高层次应用型人才培养新模式。深化学科交叉与融合、产学研紧密合作等途径,推动本、硕、博多层次创新人才培养模式改革,通过与区域内知名企业联合建立产学研基地、实践基地等互动方式,建立与企业深度融合的需求导向型纵向多层次人才培养体系,为山东省乃至国家建筑结构加固改造与地下空间工程领域培养高端特色人才队伍。

2.3 人才培养总体情况

实验室已经建成了具有固定研究人员的科研团队,高层次人才学术影响力持续提升,自主培育人才梯队进一步巩固。2022年,赵兴权教授入选全球前2%顶尖科学家终身成就榜,为我校科学家首次入选,进一步提升实验室的世界学术影响力。闫凯副教授入选泰山学者青年专家,商兴艳副教授“绿色低碳建筑材料加固改造创新团队”入选2022年山东省高校青创团队计划。

依托优势科研平台,建立了以工程实践创新能力为特色的培养方案。以任务需求为导向,推动教学内容与工程实践、科学研究相结合,促进学以致用,重组优化课程体系,强化工程实践环节,着重培养研究生的工匠精神;产学研贯通互联,科研平台服务教学,通过指导开放实验项目及本、硕科技竞赛等,提升本、硕科技创新实践能力。通过与境外高水平大学建立联系,搭建研究生人才培养的国际化平台。

实验室坚持举行每周研究生研讨会活动,为学生提供充足的科研课题及研究经费,支撑年轻学生创新实践。坚持按年度遴选优秀本科生进入实验室,开展科研实习或自主创新。2022年度,培养博士研究生5名,硕士研究生136名;招收硕士研究生约70人,博士研究生2人。部分硕士毕业生同济大学、东南大学、大连理工大学等国内外知名院校继续攻读博士学位。

三、开放交流与运行管理

3.1 国内外学术交流与合作情况

实验室坚持推进国际学术交流合作,扩大学术研究领域内的国际影响力。2022年度参加国际学术会议(线上线下)16人次,参加国内学术会议(线上线下)72人次,国际国内重要学术会议做特邀报告(线上线下)12次;承办/协办2022山东省土木工程专业教学改革与创新研讨会、2022“一带一路”土木工程基础设施安全防护国际论坛等5次。因疫情原因,实验室部分学术交流计划受到一定限制。

实验室持续开展与澳大利亚格里菲斯大学土木工程中外合作办学的人才培养、科研项目联合研发等学术交流合作;持续与同济大学、清华大学、石家庄铁道大学、中国林业科学研究院、中国建筑设计研究院、中国绿发投资集团有限公司等高校、科研院所及企业,开展理论研究与技术开发,促进成果转化,推动产学研一体化发展。

3.2 开放课题设置情况

实验室2022年度开放基金项目重点资助四个方向:既有结构性能评估与加固改造、绿色低碳木竹结构体系、地震动与结构抗震加固、地下空间结构安全与抗灾。共收到有效申报书21份,经校外3名专家评审,确定推荐排序,并提请学术委员会审议。经统筹开放课题经费,资助一般项目6项,经费为5万元;培育项目3项,经费为2万元,研究年限均为2年。

3.3 科学传播

试验室坚持践行科学普及社会责任,充分利用区域内继续教育培训、大学生科技创新赛事、学术研讨等活动,同时顺应自媒体发展趋势,充分利用微信朋友圈、抖音短视频等新兴媒介,普及科学知识,传播科研动态,讲解典型案例。通过科学价值观的输出,提高国民科研素养,培育健康和谐的社会价值观。2021年度,因疫情原因,实验室线下社会开放受到一定程度限制,但面向本科生及研究生的公众开放日开展良好。

四、学术委员会工作情况

2022年12月20日,建筑结构加固改造与地下空间工程教育部重点实验室采用线上方式召开了2022年度学术委员会会议。参加会议的学术委员会专家有:学术委员会主任聂建国院士、副主任吕西林院士、委员李国强教授、李忠献教授、金伟良教授、李惠教授、李小军教授、陈国兴教授、赵兴权教授和张鑫教授等。山东建筑大学校长于德湖教授、科研处、土木工程学院、教育部重点实验室相关负责人及骨干研究人员等40余人参加会议。

山东建筑大学科研处处长兼土木工程学院院长李秀领教授介绍了参会的各位学术委员会专家。于德湖校长代表学校致辞,对各位委员、专家表示热烈欢迎和感谢,希望学术委员会对教育部重点实验室的建设献言献策,指导发展方向,提出改进意见和建议,促进山东建筑大学平台建设等各项事业的发展。

学术委员会主任、清华大学聂建国院士主持会议。实验室主任张鑫教授作建筑结构加固改造与地下空间工程教育部重点实验室2022年度工作报告,重点汇报了实验室建设验收情况、主要学术成果、学科平台、人才建设及开放运行等方面的工作成果。实验室自验收通过以来,始终瞄准学科发展前沿,面向国家与区域发展重大需求,形成了四个明确稳定的研究方向:建筑结构评估与改造、地震动与结构抗灾加固、优秀历史建筑加固改造、地下空间结构安全与防灾。2022年度研究成果显著,“既有建筑地下增层关键技术”获山东技术发明二等奖;主持完成国内外首例不规则扇形布车、国内单体面积(4600m2)及重量(7500吨)最大的拖车平移工程;赵兴权教授入选全球前2%顶尖科学家终身成就榜,新增泰山学者青年专家1名,获批山东省高校青创人才引育计划立项建设团队1个。获批国家自然科学基金项目4项,承担企业委托项目35项;发表学术论文77篇,其中SCI/EI收录60篇;授权国家发明专利32项;主参编行业标准12部。目前,实验室总面积达到10700m2,实验室设备总值达1.3亿元。

学术委员会专家认真听取了实验室主任张鑫教授所作的工作汇报,对实验室在建筑物平移、既有结构评估与加固改造、优秀历史建筑保护、地震动与地下结构安全与防灾等方面形成的鲜明研究特色给予充分肯定,同时对实验室坚持特色发展、加强基础研究、加大科研梯队建设、提升重大仪器设备使用效率等方面提出了建设性意见和建议。

会上,还讨论审议了实验室2020年度开放基金结题及2022年度开放基金立项等工作情况。会后,根据学术委员会工作要求,经与会委员审核,形成2022年度学术委员会会议纪要。

五、实验室安全

实验室制定了完善的实验室安全制度,指定实验室安全专责人,定期进行安全隐患排查及试验安全培训教育,避免试验事故发生。2022年度,实验室未发生任何安全事故。


初稿:赵而年

审稿:岳庆霞

终审:张