[00707759]智能钢木组合体系研发
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技术详细介绍
一、所属领域高端装备制造
二、技术或产品名称 智能钢木组合体系研发
三、技术水平
本项目提出的可恢复新型装配式组合结构体系在建筑设计行业处于领先地位。相对于行业内现有结构体系，本项目将设防水准提高至“中小震不坏、大震可修、罕遇地震不倒”，大大提高结构抗震性能和安全性。围绕此设计目标本团队共提出十九种装配式节点、九装配式柱、一种装配式耗能型剪力墙， 三种装配式结构体系。形成了完善的装配式结构耗能理论体系，在同类竞争中处于国内一流、国际领先地位。为解决传统工业发展过程中的结构体系抗震能力不足、修复难、拆除难、高能耗，低利用的问题，本项目自主研发新型绿色钢木结构、钢结构以及组合结构，申请 PCT 国际发明专利、中国、美国、日本、欧盟等发明专利 60 余项，授权 25 余项，授权率 100%。研发的产品已应用于日本大阪地标性建筑和青岛胶东新机场。采用全装配式安装，无需现场焊接，大大提高现场施工速度与精度，现已实现了巨大的社会效益。
四、技术简介
（一）装配式梁柱节点的研发
装配式钢管套管钢筋混凝土组合节点及安装方法（PCT 国际发明专利、中国、美国、日本发明专利授权）
一种装配式钢管套管钢筋混凝土组合节点，包括高强外包钢管、钢筋约束板、高强钢筋、转换分隔套筒和普通外包钢管。这种节点形式避免了高强外包钢管之间的现场焊接，提高了节点的可靠性；节点上下两侧用转换分隔套筒与上下钢管连接，可以有效地解决钢管混凝土柱变截面困难的难题；整
个节点的钢材部位，全部工厂制作，现场装配，现场浇筑混凝土，最大限度
装配式自恢复圆形钢管混凝土组合节点 （PCT 国际发明专利、中国发明专利授权、美国、日本发明专利受理）
本专利首次将颗粒阻尼仓运用到装配式钢结构节点中，其耗能效果优良， 使得节点具有优良的抗震性能。核心钢骨架采用仿生学设计，仿照动物骨骼设计，具有强度高，质量低，节省材料的同时保证了柱子的强度和整个节点的抗震性能。完全避免了现场焊接，全部装配式连接，且构件装配化程度高， 运输方便，提高了节点的施工效率；整个节点的组成构件，全部工厂制作， 现场装配，现场浇筑混凝土，最大限度地降低了现场施工对质量的影响。
环板拼接式中空夹层钢管混凝土组合节点及安装方法，其包括方钢管柱、工字型钢梁以及连接两者的梁柱连接组件，本发明实现了中心钢管柱的位置固定，连接节点采用特有的外环板式拼接连接，实现“强柱弱梁”的设计理念； 所有构件的焊接均在工厂加工完成，现场全部通过螺栓连接，实现了完全装
配化施工。
外环板组装式十字连接梁柱节点，其包括方钢管柱、H 型钢梁以及梁柱连接组件。采用斜接板作为标准拼接件，保证外环板整体性的同时保证了节点域的强度，实现了塑性铰外移，斜接板提供了充足的施工空间，安装方便， 破坏后可及时更换；所有构件的焊接均在工厂完成，现场全部通过螺栓连接， 实现了完全装配化施工，避免现场焊接带来的质量问题，加快施工进度。 完全装配式圆形钢骨架混凝土连接节点（中国发明专利授权）
圆套筒钢木组合节点。包括木柱、木梁、连接构件。现场施工安装时，
仅由螺栓连接和胶粘合，操作简单、安装快速，完全装配式安装，能满足在
有特殊竖向承载的木结构建筑的设计要求，在中高层木建筑中有具有巨大的市场潜力。
拼装楼板式钢木组合节点及其组装方法，节点中采用钢木并用的拼接式组合结构，降低节点破坏概率、提高建筑的整体承载力。拼接式节点的设计实现了施工生产化，减少施工周期，避免焊接等施工质量造成的工程问题。折叠式楼板中柱组合节点及其组装方法（中国发明专利受理）
装配式钢木组合节点（中国发明专利受理）
图 10 装配式钢木组合节点
构件可进行工厂预制，构件精度高，现场拼接，施工简便，减少工序， 并有效缩短施工周期；且采用的钢木组合结构，提高了不同强度材料的利用率，通过巧妙的连接及配合，使钢木结构的组合协同形成高效合理的结构新形式，提高建筑表现多的丰富多样性。
其综合利用了钢材、木材和FRP 纤维增强复合材料的优点，实现了组合节点的产品化，装配化，标准化。所有构件均可在工厂预制，再运输至现场进行连接，避免了人工焊接带来的缺陷，有效减少了人工成本，提高效率， 缩短工期。
（二）装配式柱的研发
外方内圆钢管双套筒拼接节点及其施工方法。本发明包括上段方钢管柱、下段方钢管柱，上段圆钢管柱、下段圆钢管柱，本发明解决了现有外方内圆钢管核心筒节点连接方式现场施工操作不便、连接构件设计施工复杂、节点刚度不够，以及目前核心筒节点连接如何采用套筒拼接的问题；解决柱子在竖向荷载过大时螺栓断裂造成结构倒塌的技术问题。
装配式双耗能可恢复圆钢管混凝土组合柱及其安装方法。本发明解决现有技术中较大地震作用时，钢管混凝土组合柱整体性不足，组合柱施工空间小，实现双耗能以及提高震后恢复能力的问题。所有构件均可在工厂加工完成，现场全部通过高强螺栓连接，实现了完全装配化施工，可避免现场焊接可能带来的质量问题，并加快施工进度、提高劳动生产率，地震过后，任意
破坏的构件均可精准拆卸并实现快速更换。
装配式双耗能可恢复方钢管混凝土组合柱及其安装方法，本发明实现了建筑结构遭受地震作用时的初次耗能，提高结构的抗震性能。首创耗能连接钢板作为组合柱柱间连接构件，提高结构的抗震性能；震后变形可迅速恢复， 保证组合柱整体性，使结构继续发挥功能；避免了梁柱节点过大的浪费，充分节省了建筑空间与建筑成本；可以为地震过后结构的修复提供了一个充足的操作空间。
可拼接分割板的多层耗能式钢管混凝土组合柱。本发明解决现有技术中钢管混凝土组合柱装配程度低，无法多层耗能，整体性不足的问题。实现了
施工现场完全装配、地震时多层耗能以及提高震后恢复能力的作用。预留十
字叉型孔洞使构件变弱，在地震中首先耗能，有效保护结构的安全；保证了中柱不被地震所破坏，在塑性变形后可恢复到原来位置，达到自恢复的效果。
可复位的形状记忆合金耗能组合柱及安装方法
图 16 可复位的形状记忆合金耗能组合柱及安装方法
可复位的形状记忆合金耗能组合柱及安装方法。本发明实现施工现场完全装配、地震时耗能以及提高震后恢复能力的作用。避免了梁柱节点过大的浪费，充分节省了建筑空间与建筑成本；保证了装配方钢管柱不被地震所破坏，在塑性变形后可恢复，达到自恢复的效果。防屈曲支撑是地震作用下的主要耗能部件，可充分耗能有效保护结构的安全。
可主次受力的钢板耗能复合型组合柱及安装方法。本发明在不同方向上
采用不同的柱子，实现了主次受力。解决实现主次受力分步耗能以及提高震
后恢复能力的问题。极大程度的减少了组合柱的截面尺寸，使结构布置更加灵活；耗能铰接避免主要承重柱直接遭受地震作用；在保证结构稳定性的同时，极大地方便了施工，提高了建筑的施工速度；实现了承受地震荷载后双耳式连接节点变形的自恢复能力，提高结构的震后自恢复性能。
装配式功能可恢复钢骨架混凝土组合柱。全装配式组合柱的所有构件全部工厂生产，现场装配，提高了施工效率；构件体积适中，方便运输和搬运， 方便修复更换，构件具有优良的吸能能力且实现了整个组合柱的功能可恢复； 均是完全装配式柱，既满足承载力和抗震的需要，还可以降低建造成本；三种类型的弧形脚连接件使得该发明具有很大的普适性和实用性。
（三）装配式自恢复双钢板剪力墙的研发（PCT 国际发明专利、中国发明专利受权、美国、日本发明专利受理）
图 19 装配式包括自恢复耗能型双钢板开缝剪力墙结构
装配式自恢复双钢板剪力墙的研发。本发明包括结构钢柱、钢梁和剪力墙组件，实现了完全装配化施工，避免了现场焊接。大震时将塑性变形控制在钢板剪力墙组件部分。震后可自复位，只需更换损坏部分，无需整体更换， 降低成本。
实现了钢板剪力墙的完全装配化施工，加快施工进度、提高效率；本发明的钢板剪力墙组件实 现“大震不倒”的抗震设防目标；
（四）装配式耗能型结构体系的研发
本发明可以实现钢框架结构耗能及震后自恢复，也解决了现有技术中柱间连接以及如何实现全装配式的具有恢复功能的钢框架结构的问题。实现了自恢复型抗震结构体系的一种创新；满足预制装配化钢结构施工工艺需要， 该框架结构具有良好的抗震性能。
具有自恢复功能的框架核心筒结构体系。本发明体系包括核心筒模块、角部节点模块和端部节点模块。“双重自恢复三重耗能”的结构体系，在震后只需更换耗能构件即可，缩少维修时间，减少维修费用，实现了“小震不坏， 中震可修，大震不倒”的抗震设防目标；完全装配化施工，避免焊接造成的问题，加快施工速度、提高施工质量。水平力主要由开缝钢板剪力墙承担，从而使主体部分只承担竖向荷载，从而有效减少柱的截面面积。
五、创新点及性能指标
（1）所有结构体按构架体系以及相关构件均为装配式安装；连接方式均为
角钢、连接板与螺栓连接以及楔形槽插接形式，采用现场拼接，提高施工质量、施工速度以及结构可修复性。
（2）创新性地采用“强柱支撑，弱柱耗能”的整体屈服机制，抗震性能优越， 将抗震设防水准提升至“中小震不坏，大震可修，罕遇地震不倒”。
（3）采用多道抗震防线以耗散结构所受大部分能量，通过后张拉预应力钢绞线及高强对拉螺栓的连接，使耗能结构在地震中耗能以保证主体结构的稳定性。
（4）本项目与传统装配式结构体系相比，进一步提高了结构安全可靠度，
突破现浇结构的设计理念，实现了具有更高抗震性能的装配式可恢复新型结构体系。
本项目采用专利转让方式进行合作。本团队利用先进的专利技术优势， 与行业内的龙头企业合作，将专利技术及相关权限有偿的转让给合作方。获得资金支持开发新产品、提高产品质量、降低产品成本、改善经营管理、提高经济效益，以达到互惠互利的合作方式。以每个专利构件抽取部分专利收益，或直接将专利使用权以一定价格直接转让给合作方。将所得收益作为项目资金，维护团队发展。
本项目通过技术入股方式与投资方进行合作。本团队以专利技术作为“无形资产”进行入股合作。向合股企业进行技术投资，联合研制、开发新产品， 共同承担风险，分享效益，并享有按股份比例对合股企业所有权和按股分红的权利。在团队发展中不断进行技术研发更新，提高技术价值。
八、投资概算及经济效益分析
1、投资概算：
本项目前期需获资金 5000 万用于：技术研发，进行对现阶段建筑结构技术研究，以已有的装配式钢结构建筑技术为基础，完善理论体系，构建完整的专利框架；技术人员培训，培养专业的建模工程师、构件加工质量控制人员、现场安装指导工程师，全程把控装配式安装建筑建成质量。
2、经济效益分析：
本项目的研究成果将应用于装配式组合结构体系，为建筑施工提供技术支持，其研究成果能被广泛应用于装配式建筑的相关工作。本项目提出的可恢复新型装配式组合结构体系在建筑设计行业处于领先地位，拥有大量发明专利，形成了完善的装配式结构耗能理论体系，可以带来巨大的经济效益：
（1）节约成本：装配节点的设计实现了施工生产化，减少施工周期，避免焊接等施工质量造成的工程问题，降低工程造价。
（2）提高施工效率：构件可提前预制，简化了施工过程，提高了施工效率。（3）可恢复性：提高了结构这整体承载力，加强了构件的抗震性能，破坏时的可修复性能，实现了建筑发展的可循环要求。
带有颗粒阻尼仓耗能的装配式智能节点及安装方法
可拼接分割板的多层耗能式钢管混凝土组合柱。本发明包括基础、全装配式方钢管柱、半装配式方钢管柱、H 型连接短梁、H 型钢梁和十字叉耗能连接件，十字叉耗能连接件和 H 型连接短梁将中部的全装配式方钢管柱和四周的半装配式方钢管柱连接在一起形成组合柱，两种柱子均固定在底部的基础上；解决现有技术中钢管混凝土组合柱装配程度低，无法多层耗能，整体性不足的问题。
装配式自恢复耗能型双钢板开缝剪力墙
梁的翼缘通过角钢连接；钢柱上下两端均固定有连接环板组件，连接环板组件包括外环板、内环板和短侧板，钢管柱上还固定设置有长侧板，长侧板与开缝墙板通过若干自锁搭扣连接，长侧板两侧均设置有若干预应力钢绞线。
外环板式梁柱节点。应用于日本第一高楼——阿倍野的第一代专利-外环板式梁柱节点，可以通过外环板加强环区域刚度和强度，提高梁、柱节点处连接可靠性。改变节点处受力情况，不易发生屈曲，安全可靠。
青岛胶东新机场 新型支撑系统
应用于青岛胶东新机场的第二代产品-新型支撑系统。整个系统的钢材部位，全部工厂制作，现场装配，无需焊接，大大提高现场施工速度与精度， 最大限度地降低了现场施工对质量的影响。
二、技术或产品名称 智能钢木组合体系研发
三、技术水平
本项目提出的可恢复新型装配式组合结构体系在建筑设计行业处于领先地位。相对于行业内现有结构体系，本项目将设防水准提高至“中小震不坏、大震可修、罕遇地震不倒”，大大提高结构抗震性能和安全性。围绕此设计目标本团队共提出十九种装配式节点、九装配式柱、一种装配式耗能型剪力墙， 三种装配式结构体系。形成了完善的装配式结构耗能理论体系，在同类竞争中处于国内一流、国际领先地位。为解决传统工业发展过程中的结构体系抗震能力不足、修复难、拆除难、高能耗，低利用的问题，本项目自主研发新型绿色钢木结构、钢结构以及组合结构，申请 PCT 国际发明专利、中国、美国、日本、欧盟等发明专利 60 余项，授权 25 余项，授权率 100%。研发的产品已应用于日本大阪地标性建筑和青岛胶东新机场。采用全装配式安装，无需现场焊接，大大提高现场施工速度与精度，现已实现了巨大的社会效益。
四、技术简介
（一）装配式梁柱节点的研发
装配式钢管套管钢筋混凝土组合节点及安装方法（PCT 国际发明专利、中国、美国、日本发明专利授权）
一种装配式钢管套管钢筋混凝土组合节点，包括高强外包钢管、钢筋约束板、高强钢筋、转换分隔套筒和普通外包钢管。这种节点形式避免了高强外包钢管之间的现场焊接，提高了节点的可靠性；节点上下两侧用转换分隔套筒与上下钢管连接，可以有效地解决钢管混凝土柱变截面困难的难题；整
个节点的钢材部位，全部工厂制作，现场装配，现场浇筑混凝土，最大限度
地降低了现场施工对质量的影响，施工方便、简洁；采用纤维混凝土，有利于提高混凝土的抗剪能力，从而增强整个节点的抗剪承载力。
装配式自恢复圆形钢管混凝土组合节点 （PCT 国际发明专利、中国发明专利授权、美国、日本发明专利受理）
图 1 装配式自恢复圆形钢管混凝土组合节点
自恢复圆形钢管混凝土组合框架节点在小震作用下与普通梁柱固接节点的功能无异，通过节点的设计实现“小震不坏”的抗震设防目标；中震作用下， 柱端连接的铸钢内套筒式连接件提供转动刚度，中心插接柱和上、下段钢管柱有分离的趋势，但钢管柱内的混凝土由于高强钢筋群施加的预应力而不会过早的开裂，钢管柱内高强钢筋受拉始终处于弹性状态，震后变形可迅速恢复，继续发挥功能；大震作用下，结构可能出现大变形，但由于结构整体性强不致倒塌，地震过后，任意破坏的构件均可精准拆卸并实现快速更换。 带有颗粒阻尼仓耗能的装配式智能节点及安装方法（PCT 国际发明专利、中国发明专利授权）
本专利首次将颗粒阻尼仓运用到装配式钢结构节点中，其耗能效果优良， 使得节点具有优良的抗震性能。核心钢骨架采用仿生学设计，仿照动物骨骼设计，具有强度高，质量低，节省材料的同时保证了柱子的强度和整个节点的抗震性能。完全避免了现场焊接，全部装配式连接，且构件装配化程度高， 运输方便，提高了节点的施工效率；整个节点的组成构件，全部工厂制作， 现场装配，现场浇筑混凝土，最大限度地降低了现场施工对质量的影响。
环板拼接式中空夹层钢管混凝土组合节点及安装方法 （中国发明专利授权）
环板拼接式中空夹层钢管混凝土组合节点及安装方法，其包括方钢管柱、工字型钢梁以及连接两者的梁柱连接组件，本发明实现了中心钢管柱的位置固定，连接节点采用特有的外环板式拼接连接，实现“强柱弱梁”的设计理念； 所有构件的焊接均在工厂加工完成，现场全部通过螺栓连接，实现了完全装
配化施工。
斜外环板组装式十字连接梁柱节点（中国发明专利授权）
外环板组装式十字连接梁柱节点，其包括方钢管柱、H 型钢梁以及梁柱连接组件。采用斜接板作为标准拼接件，保证外环板整体性的同时保证了节点域的强度，实现了塑性铰外移，斜接板提供了充足的施工空间，安装方便， 破坏后可及时更换；所有构件的焊接均在工厂完成，现场全部通过螺栓连接， 实现了完全装配化施工，避免现场焊接带来的质量问题，加快施工进度。 完全装配式圆形钢骨架混凝土连接节点（中国发明专利授权）
图 5 装配式圆形钢骨架混凝土连接节点
方形 FRP 钢木组合节点及其安装方法（中国发明专利受理）
方形 FRP 钢木组合节点。本专利仅有螺栓开孔，结构整体强度高，完美保证了木质构件抗震性能，强度高性能好，在木结构建筑领域有巨大的发展潜力。所有构件都可在工厂加工批量生产，施工现场仅使用螺栓连接和套筒径向挤压的钢筋机械连接，施工速度快，连接可靠、质量保证高，可实现完全装配式施工。圆套筒钢木组合节点（中国发明专利受理）
圆套筒钢木组合节点。包括木柱、木梁、连接构件。现场施工安装时，
仅由螺栓连接和胶粘合，操作简单、安装快速，完全装配式安装，能满足在
有特殊竖向承载的木结构建筑的设计要求，在中高层木建筑中有具有巨大的市场潜力。
拼装楼板式钢木组合节点（中国发明专利受理）
拼装楼板式钢木组合节点及其组装方法，节点中采用钢木并用的拼接式组合结构，降低节点破坏概率、提高建筑的整体承载力。拼接式节点的设计实现了施工生产化，减少施工周期，避免焊接等施工质量造成的工程问题。折叠式楼板中柱组合节点及其组装方法（中国发明专利受理）
图 9 折叠式楼板中柱组合节点
装配式钢木组合节点（中国发明专利受理）
图 10 装配式钢木组合节点
构件可进行工厂预制，构件精度高，现场拼接，施工简便，减少工序， 并有效缩短施工周期；且采用的钢木组合结构，提高了不同强度材料的利用率，通过巧妙的连接及配合，使钢木结构的组合协同形成高效合理的结构新形式，提高建筑表现多的丰富多样性。
装配式限位增强钢木磨砂套筒组合节点（中国发明专利受理）
其综合利用了钢材、木材和FRP 纤维增强复合材料的优点，实现了组合节点的产品化，装配化，标准化。所有构件均可在工厂预制，再运输至现场进行连接，避免了人工焊接带来的缺陷，有效减少了人工成本，提高效率， 缩短工期。
（二）装配式柱的研发
外方内圆钢管双套筒拼接节点及其施工方法
外方内圆钢管双套筒拼接节点及其施工方法。本发明包括上段方钢管柱、下段方钢管柱，上段圆钢管柱、下段圆钢管柱，本发明解决了现有外方内圆钢管核心筒节点连接方式现场施工操作不便、连接构件设计施工复杂、节点刚度不够，以及目前核心筒节点连接如何采用套筒拼接的问题；解决柱子在竖向荷载过大时螺栓断裂造成结构倒塌的技术问题。
装配式双耗能可恢复圆钢管混凝土组合柱及其安装方法
装配式双耗能可恢复圆钢管混凝土组合柱及其安装方法。本发明解决现有技术中较大地震作用时，钢管混凝土组合柱整体性不足，组合柱施工空间小，实现双耗能以及提高震后恢复能力的问题。所有构件均可在工厂加工完成，现场全部通过高强螺栓连接，实现了完全装配化施工，可避免现场焊接可能带来的质量问题，并加快施工进度、提高劳动生产率，地震过后，任意
破坏的构件均可精准拆卸并实现快速更换。
装配式双耗能可恢复方钢管混凝土组合柱及其安装方法
装配式双耗能可恢复方钢管混凝土组合柱及其安装方法，本发明实现了建筑结构遭受地震作用时的初次耗能，提高结构的抗震性能。首创耗能连接钢板作为组合柱柱间连接构件，提高结构的抗震性能；震后变形可迅速恢复， 保证组合柱整体性，使结构继续发挥功能；避免了梁柱节点过大的浪费，充分节省了建筑空间与建筑成本；可以为地震过后结构的修复提供了一个充足的操作空间。
可拼接分割板的多层耗能式钢管混凝土组合柱
可拼接分割板的多层耗能式钢管混凝土组合柱。本发明解决现有技术中钢管混凝土组合柱装配程度低，无法多层耗能，整体性不足的问题。实现了
施工现场完全装配、地震时多层耗能以及提高震后恢复能力的作用。预留十
字叉型孔洞使构件变弱，在地震中首先耗能，有效保护结构的安全；保证了中柱不被地震所破坏，在塑性变形后可恢复到原来位置，达到自恢复的效果。
可复位的形状记忆合金耗能组合柱及安装方法
图 16 可复位的形状记忆合金耗能组合柱及安装方法
可复位的形状记忆合金耗能组合柱及安装方法。本发明实现施工现场完全装配、地震时耗能以及提高震后恢复能力的作用。避免了梁柱节点过大的浪费，充分节省了建筑空间与建筑成本；保证了装配方钢管柱不被地震所破坏，在塑性变形后可恢复，达到自恢复的效果。防屈曲支撑是地震作用下的主要耗能部件，可充分耗能有效保护结构的安全。
可主次受力的钢板耗能复合型组合柱及安装方法
可主次受力的钢板耗能复合型组合柱及安装方法。本发明在不同方向上
采用不同的柱子，实现了主次受力。解决实现主次受力分步耗能以及提高震
后恢复能力的问题。极大程度的减少了组合柱的截面尺寸，使结构布置更加灵活；耗能铰接避免主要承重柱直接遭受地震作用；在保证结构稳定性的同时，极大地方便了施工，提高了建筑的施工速度；实现了承受地震荷载后双耳式连接节点变形的自恢复能力，提高结构的震后自恢复性能。
装配式功能可恢复钢骨架混凝土组合柱
装配式功能可恢复钢骨架混凝土组合柱。全装配式组合柱的所有构件全部工厂生产，现场装配，提高了施工效率；构件体积适中，方便运输和搬运， 方便修复更换，构件具有优良的吸能能力且实现了整个组合柱的功能可恢复； 均是完全装配式柱，既满足承载力和抗震的需要，还可以降低建造成本；三种类型的弧形脚连接件使得该发明具有很大的普适性和实用性。
（三）装配式自恢复双钢板剪力墙的研发（PCT 国际发明专利、中国发明专利受权、美国、日本发明专利受理）
图 19 装配式包括自恢复耗能型双钢板开缝剪力墙结构
装配式自恢复双钢板剪力墙的研发。本发明包括结构钢柱、钢梁和剪力墙组件，实现了完全装配化施工，避免了现场焊接。大震时将塑性变形控制在钢板剪力墙组件部分。震后可自复位，只需更换损坏部分，无需整体更换， 降低成本。
实现了钢板剪力墙的完全装配化施工，加快施工进度、提高效率；本发明的钢板剪力墙组件实 现“大震不倒”的抗震设防目标；
（四）装配式耗能型结构体系的研发
具有恢复功能的全装配钢框架结构体系
本发明可以实现钢框架结构耗能及震后自恢复，也解决了现有技术中柱间连接以及如何实现全装配式的具有恢复功能的钢框架结构的问题。实现了自恢复型抗震结构体系的一种创新；满足预制装配化钢结构施工工艺需要， 该框架结构具有良好的抗震性能。
具有自恢复功能的框架核心筒结构体系
具有自恢复功能的框架核心筒结构体系。本发明体系包括核心筒模块、角部节点模块和端部节点模块。“双重自恢复三重耗能”的结构体系，在震后只需更换耗能构件即可，缩少维修时间，减少维修费用，实现了“小震不坏， 中震可修，大震不倒”的抗震设防目标；完全装配化施工，避免焊接造成的问题，加快施工速度、提高施工质量。水平力主要由开缝钢板剪力墙承担，从而使主体部分只承担竖向荷载，从而有效减少柱的截面面积。
五、创新点及性能指标
（1）所有结构体按构架体系以及相关构件均为装配式安装；连接方式均为
角钢、连接板与螺栓连接以及楔形槽插接形式，采用现场拼接，提高施工质量、施工速度以及结构可修复性。
（2）创新性地采用“强柱支撑，弱柱耗能”的整体屈服机制，抗震性能优越， 将抗震设防水准提升至“中小震不坏，大震可修，罕遇地震不倒”。
（3）采用多道抗震防线以耗散结构所受大部分能量，通过后张拉预应力钢绞线及高强对拉螺栓的连接，使耗能结构在地震中耗能以保证主体结构的稳定性。
（4）本项目与传统装配式结构体系相比，进一步提高了结构安全可靠度，
突破现浇结构的设计理念，实现了具有更高抗震性能的装配式可恢复新型结构体系。
六、知识产权情况授权发明专利
US10167623B2(美国) | PREFABRICATEDREINFORCEDCONCRETE-FILLEDSTEELPIPES LEEVEJOINT |
特许 6518842(日本) | 組立式鋼管ケーシング鉄筋コンクリート複合ノード及び取付方法 |
PCT/CN2018/079531 | 装配式钢管套管钢筋混凝土组合节点及安装方法 |
PCT/CN2018/094606 | 带有颗粒阻尼仓耗能的装配式智能节点及安装方法 |
PCT/CN2018/094607 | 装配式自恢复耗能型双钢板开缝剪力墙结构 |
ZL201610221015.1 | 装配式钢管套管钢筋混凝土组合节点及安装方法 |
ZL201711390229.0 | 装配式自恢复圆形钢管混凝土组合节点 |
ZL201610497606.5 | 装配式摩擦性钢节点 |
ZL201710100504.7 | 一种装配式圆形钢管套筒纤维混凝土连接节点及安装方法 |
ZL201610649406.1 | 一种装配式巨型钢管柱异型节点及安装方法 |
ZL201710100620.6 | 一种装配式巨型筒中筒圆形钢管柱异型组合结构及安装方法 |
ZL201710379722.6 | 一种海洋漂浮物撞击模拟试验系统 |
ZL201710730603.0 | 双套筒钢结构梁柱节点及安装方法 |
ZL201711390228.6 | 具有恢复功能的全装配钢框架结构体系 |
ZL201711390420.5 | 装配式自恢复钢管混凝土组合节点及安装方法和结构体系 |
ZL201610976101.1 | 一种阻尼力可调型粘滞阻尼箱 |
ZL201810358730.7 | 环板拼接式中空夹层钢管混凝土组合节点及安装方法 |
ZL201810358951.4 | 完全装配式圆形钢骨架混凝土连接节点及安装方法 |
ZL201810378979.4 | 完全装配式钢框架节点 |
ZL201810358950.X | 斜外环版组装式十字架连接梁柱节点 |
ZL201810358564.0 | 装配式自恢复耗能型框架核心筒结构体系 |
ZL201810358746.8 | 装配式自恢复耗能型双钢板开缝剪力墙结构 |
ZL201720325279.X | 一种基于适度屈曲控制的构件损伤控制保险丝装置 |
ZL201720325279.X | 一种装配式耗能型高低梁异型节点 |
ZL201721799299.7 | 具有恢复功能的全装配式钢框架结构体系 |
ZL201720006992.8 | 一种功能分离型双重子系统协同减震结构体系 |
本项目采用专利转让方式进行合作。本团队利用先进的专利技术优势， 与行业内的龙头企业合作，将专利技术及相关权限有偿的转让给合作方。获得资金支持开发新产品、提高产品质量、降低产品成本、改善经营管理、提高经济效益，以达到互惠互利的合作方式。以每个专利构件抽取部分专利收益，或直接将专利使用权以一定价格直接转让给合作方。将所得收益作为项目资金，维护团队发展。
本项目通过技术入股方式与投资方进行合作。本团队以专利技术作为“无形资产”进行入股合作。向合股企业进行技术投资，联合研制、开发新产品， 共同承担风险，分享效益，并享有按股份比例对合股企业所有权和按股分红的权利。在团队发展中不断进行技术研发更新，提高技术价值。
八、投资概算及经济效益分析
1、投资概算：
本项目前期需获资金 5000 万用于：技术研发，进行对现阶段建筑结构技术研究，以已有的装配式钢结构建筑技术为基础，完善理论体系，构建完整的专利框架；技术人员培训，培养专业的建模工程师、构件加工质量控制人员、现场安装指导工程师，全程把控装配式安装建筑建成质量。
2、经济效益分析：
本项目的研究成果将应用于装配式组合结构体系，为建筑施工提供技术支持，其研究成果能被广泛应用于装配式建筑的相关工作。本项目提出的可恢复新型装配式组合结构体系在建筑设计行业处于领先地位，拥有大量发明专利，形成了完善的装配式结构耗能理论体系，可以带来巨大的经济效益：
（1）节约成本：装配节点的设计实现了施工生产化，减少施工周期，避免焊接等施工质量造成的工程问题，降低工程造价。
（2）提高施工效率：构件可提前预制，简化了施工过程，提高了施工效率。（3）可恢复性：提高了结构这整体承载力，加强了构件的抗震性能，破坏时的可修复性能，实现了建筑发展的可循环要求。
带有颗粒阻尼仓耗能的装配式智能节点及安装方法
装配式自恢复耗能型双钢板开缝剪力墙结构 装配式自恢复圆形钢管混凝土组合节点
产品图片介绍
一种装配式双耗能可复位圆钢管混凝土组合柱及其安装方法，属于结构工程技术领域。本发明用以解决现有技术中较大地震作用时，钢管混凝土组合柱整体性不足，组合柱施工空间小，实现双耗能以及提高震后恢复能力的问题。所有构件均可在工厂加工完成，现场全部通过高强螺栓连接，实现了完全装配化施工，可避免现场焊接可能带来的质量问题，并加快施工进度、提高劳动生产率，地震过后，任意破坏的构件均可精准拆卸并实现快速更换。
一种装配式自恢复圆形钢管混凝土组合节点，其包括圆钢管柱和 H 型钢梁，圆钢管柱内贯穿钢筋，圆钢管柱包括上段钢管柱、中心插接柱和下段钢管柱，上段钢管柱与中心插接柱之间通过上套筒连接件连接，中心插接柱与下段钢管柱之间通过下套筒连接件连接；H 型钢梁通过上下两个套筒连接件与圆钢管柱连接。
可拼接分割板的多层耗能式钢管混凝土组合柱。本发明包括基础、全装配式方钢管柱、半装配式方钢管柱、H 型连接短梁、H 型钢梁和十字叉耗能连接件，十字叉耗能连接件和 H 型连接短梁将中部的全装配式方钢管柱和四周的半装配式方钢管柱连接在一起形成组合柱，两种柱子均固定在底部的基础上；解决现有技术中钢管混凝土组合柱装配程度低，无法多层耗能，整体性不足的问题。
装配式自恢复耗能型双钢板开缝剪力墙
一种装配式自恢复耗能型双钢板开缝剪力墙结构，其包括钢柱、H 型钢
梁的翼缘通过角钢连接；钢柱上下两端均固定有连接环板组件，连接环板组件包括外环板、内环板和短侧板，钢管柱上还固定设置有长侧板，长侧板与开缝墙板通过若干自锁搭扣连接，长侧板两侧均设置有若干预应力钢绞线。
实际应用案例
外环板式梁柱节点。应用于日本第一高楼——阿倍野的第一代专利-外环板式梁柱节点，可以通过外环板加强环区域刚度和强度，提高梁、柱节点处连接可靠性。改变节点处受力情况，不易发生屈曲，安全可靠。
青岛胶东新机场 新型支撑系统
应用于青岛胶东新机场的第二代产品-新型支撑系统。整个系统的钢材部位，全部工厂制作，现场装配，无需焊接，大大提高现场施工速度与精度， 最大限度地降低了现场施工对质量的影响。