广东省现代土木工程技术重点实验室2021年度开放课题申报指南
发布时间: 2021-11-29

       广东省现代土木工程技术重点实验室依托华南理工大学,实验室紧密围绕国家“一带一路”战略以及“粤港澳大湾区”发展规划纲要,结合国内外土木工程学科绿色可持续、工业化、智能化等发展趋势,设立“建筑固废循环利用及绿色工程结构”、“工程结构智能建造与数字化运维”、“工程结构全生命周期防灾减灾”、“城市地下空间开发与道路性能提升”四个研究方向,为广东省、特别是“粤港澳大湾区”的社会经济发展提供科技支撑。

为了充分发挥广东省重点实验室科研平台的作用,促进科研合作和学术交流,广东省现代土木工程技术重点实验室本着“开放、竞争、合作”的运行机制设立开放课题,支持与本重点实验室目前主要研究方向相关的基础研究和应用基础研究。具体要求如下:

一、申请人资格

      (1)除华南理工大学以外的国内外高等学校或研究机构中具有博士学位(对于一般资助课题)或副高以上职称(对于重点资助课题)的研究人员;

      (2)申请人在相关领域应有较好的研究工作积累。

           二、指南内容

根据本实验室的主要研究方向,共设立4项重点资助课题(8/项)和8项一般资助课题(4万元/项),实施期为2年(2022.01.012023.12.31)。

      (1)重点资助课题

      l课题1: -再生混凝土组合构件设计方法与可靠度研究

-再生混凝土组合构件可利用组合效应弥补再生混凝土力学性能的不足,缓解天然砂石短缺问题,量大面广地消耗建筑固废,是建筑主体结构“节能降碳”的有效措施之一。目前相关研究刚刚起步,组合作用机理尚不明确,尚未建立可靠的设计方法,构件力学性能预测离散性高,严重制约了该类构件的工程应用,迫切需要系统研究钢-再生混凝土组合构件组合作用机理、极限状态力学性能、长期性能,建立考虑再生骨料不确定性的可靠度设计方法。

l课题2:建筑基础设施巡检机器人规划设计研究

建筑及基础设施的维护是建筑行业实现可持续发展的重要组成部分。目前,建筑及基础设施的巡检往往由人工方式进行,存在效率低、依赖专家经验及巡检周期过长的缺点。为此,基于机器人平台的智能巡检已成为建筑及基础设施维护工作的热点,而在国家大力推进BIM(建筑信息模型)应用的背景下,以BIM为先验信息的机器人巡检有望解决上述问题。本课题旨在研发基于BIM技术的建筑基础设施巡检机器人规划设计。

l课题3:装配式混凝土剪力墙竖向连接构造及抗震性能评估

装配式建筑是建筑工业化发展的必然趋势。剪力墙结构作为预制装配式结构中一种常见的结构类型,其竖向连接一直是学术界及工程界所关注的问题。常用连接方式存在容差能力小、技术要求高、连接质量难以保证等问题,迫切需要研发施工方便、抗震性能好的新型连接构造。本课题旨在研发新型预制装配式剪力墙竖向连接构造并对其抗震性能进行评估。

l课题4:软土地区高速公路路基沉降机理研究

软土地区土体具有突出的高压缩性和低强度特征,导致新老路基在强度和稳定性方面产生明显差异,进而造成路基不均匀沉降并发生路面沉陷、纵向开裂、网裂等路面破坏。本课题旨在研究软土地区路基沉降机理并提出控制差异沉降的有效方法,对实现高速公路的安全服役具有重要的意义。

(2)一般资助课题

l课题1:低碳胶凝材料及其制备的高延性混凝土性能研究

采用固废物部分替换水泥制备低碳胶凝材料,有助于实现建筑材料领域“低碳绿色”目标和固废物资源化利用的“双赢”;低碳胶凝材料制备高延性混凝土可以用于大弯拉变形能力、高能耗的建筑结构部位,减少混凝土发生脆性破坏的概率。目前关于低碳胶凝材料制备高延性混凝土的研究报道罕见,未形成一套系统的配合比设计方法,无法为低碳高延性混凝土在工程结构中的应用提供指导依据。申请项目旨在考虑固废物替换水泥制备低碳胶凝材料,并研制高延性混凝土,研究其在工程应用中的关键性能。

l课题2:再生微粉超高性能纤维混凝土力学与耐久性能研究

超高性能纤维混凝土(UHPCECC)水泥熟料用量远高于普通混凝土,在“双碳”政策下面临着前所未有的低碳发展的挑战。废弃混凝土回收利用时会产生数量可观且具有一定活性的再生微粉,其来源丰富且价格低廉,具有较高的开发利用价值。本课题旨在利用再生微粉合理替代部分水泥熟料,开发新型低碳超高性能纤维混凝土并探明其基本力学与耐久性能,在保证材料性能的前提下降低其碳排放与成本。

l课题3:桥梁结构系统识别及不确定性分析

桥梁作为一种重要的基础设施结构,保障其安全运营具有重要的社会价值和经济价值。如何准确识别结构的关键参数并基于该参数进行结构动力性能分析,对结构损伤识别及性能评估具有重要的研究价值。目前的系统识别方法,主要针对结构系统参数本身,鲜有对参数的不确定性进行评估。然而,由于桥梁荷载的随机性和复杂性必将导致识别出的结构参数也存在一定的不确定性,直接影响后期结构损伤识别的准确性。本课题旨在建立桥梁结构的快速系统识别及不确定性计算方法。

l课题43D打印混凝土构件拓扑优化设计

我国建筑业面临向工业化和智能建造升级转型的挑战,基于拓扑优化和增材制造的设计与制造一体化是对传统设计与制造模式的重大革新。混凝土结构是我国当前工程结构的主要形式,研究混凝土构件拓扑优化设计方法,获得新颖且实用的构件设计方案,为预制混凝土构件的智能化、工业化生产打下基础,具有重要的科学意义和工程应用价值。本课题旨在研究3D打印混凝土构件的拓扑优化方法。

l课题5:钢-混凝土组合梁抗火性能提升方法研究

-混凝土组合梁由于充分利用混凝土抗压能力强和钢材抗拉能力强的优点,能跨越较大跨度,在高层和大跨结构中得到了广泛应用。但是对于承受负弯矩作用的钢-混凝土组合梁,将在负弯矩区域使混凝土受拉、钢梁受压。火灾下由于温度热应力作用,承受负弯矩作用的钢-混凝土组合梁更易产生混凝土开裂和钢梁压屈现象,导致其受火性能极大降低。提高组合梁中混凝土在高温下的抗拉强度、延缓其在高温下开裂时间和裂缝较快发展,成为提高组合梁抗火性能的关键。本课题旨在研究具有优异抗火性能的新型钢-混凝土组合梁,并提出其抗火性能设计方法。

l课题6:强台风作用下超高层建筑风效应实测深化研究

超高层建筑的结构健康监测是获取结构风荷载及风效应最为准确可靠的方法,也是检验前期风洞试验和结构数值模拟分析结果准确性的重要标准。有效的健康监测在保障已建建筑结构安全和居住适用性的同时,为在建和未来待建建筑提供设计参考。但目前超高层建筑在强台风作用下的风效应监测,对强风作用下风与结构复杂耦合系统的参数识别可靠度低、阻尼特性的研究结论差异大,对结构动力参数时变特征的影响机制仍有待研究。本项目旨在研究超高层建筑风效应现场实测的参数识别通用方法以及超高层建筑结构在强台风作用下动力特性变化的影响因素和机理,为模拟试验的改进提供依据。

l课题7:相变材料路面温度调控及长效性研究

相变调温路面是利用相变材料储能特性,通过吸收或释放热能调节能量供需不匹配,抑制路面温度升高,减少或缩短极端温度的持续时间。但实际应用过程中,相变材料往往经受多次熔融循环及荷载作用等因素的影响,对沥青路面和相变材料造成损伤。研究相变材料经封装后与沥青材料具有良好结合性能的新型复合相变材料,对推动完善沥青路面温度调控理论具有重要的意义。

l课题8:公路绿色养护材料研究

我国公路建养与资源环境矛盾日益凸显,发展绿色养护,实现公路养护“高效、低耗、环保”的理念已成为当前行业的共识。冷补沥青混合料等新型绿色养护材料,在道路坑洼、坑槽的修补中应用前景巨大,但目前仍欠缺对此类新型绿色养护材料的性能评价指标。本课题旨在研究绿色新型道路养护材料及配套技术。

三、申请与审批程序

凡符合上述指南内容的课题均可提出申请,开放课题的参与人中应有一名本实验室固定研究成员作为主要研究人员,以协助课题负责人开展相关合作研究。请于20211210日前向本实验室提交开放课题申请书(附件1):申请书纸质版须经所在单位同意并加盖公章,要求双面打印、一式两份(原件)、左侧装订,邮寄至“广东省广州市天河区五山路381号华南理工大学7号楼7110室,赵俊贤(收),联系方式:18520531585”,申请书电子版发送至ctjxzhao@scut.edu.cn。申请书由本实验室组织专家评议,并经学术委员会审批,对通过评审的开放课题将在网上公示后以邮件形式通知申请人。

四、结题要求

利用开放课题基金所取得的研究成果归申请人单位和本实验室共同所有,课题负责人应在结题前在国内外主流学术期刊发表具有较高学术质量的论文(单位须同时署名“广东省现代土木工程技术重点实验室”,并标注基金资助),重点资助课题发表上述论文3篇以上(其中SCIEI收录期刊论文各1篇以上),一般资助课题发表SCI收录期刊论文1篇以上。项目结题时,本实验室将组织专家对开放课题成果进行评审,评审结果分为“优秀、合格、不合格”,对评定为“优秀”的开放课题负责人将优先获得本实验室今后的开放课题资助。

  

附件1:《广东省现代土木工程技术重点实验室开放课题申请书》.doc