项目名称既有建筑结构性能提升关键技术与工程应用

1、1、项目名称：既有建筑结构性能提升关键技术与工程应用2、推荐奖种：进步奖-直报类3、推荐单位（专家）：东南大学4、项目简介：在我国快速城镇化的进程中, 由于材料老化、设计施工缺陷、规划调整、规范变更、地震损坏等原因，不少既有建筑特别是文物建筑，亟需得到性能提升以保障其正常使用和寿命。然而，受建设资料的不完备、结构性能退化的不确定及改造需求的多元化等所限，在既有建筑的保护和改造中，长期存 在“技术系统性和互补性差”、“成效难于量化界定”等问题，导致大量社会财产损耗甚至珍贵文化信息遗失。本项目在国家科技支撑计划等一批课题的资助下，对既有建筑结构的性能提升技术进行了十余年的系统研究和实践，形成以四项

2、创新点为代表的技术群： （1）既有建筑基于三维激光扫描的数字化重构及变形监测技术 （2）既有建筑的新型托换及抗震加固技术 （3）既有建筑的减隔震（振）加固技术及装置 （4）复杂建筑的移位控制技术及系统已发表论文150 篇（SCI论文42篇），含ASCE研究亮点及最佳论文提名3篇；获授权发明专利25项、软件著作权16项。撰写专著5部，主编/参编国家规程和图集5部、省级规范6部。成果应用于柬埔寨吴哥窟、尼泊尔加德满都神庙、蒙古国辽塔等10项国外文物保护单位，布达拉宫、南京总统府等20项国家保护建筑的检测与改造、32项中小学校舍隔震加固、40项既有建筑减震(振)及移位工程，创造经济效益超6亿元，为既

3、有建筑的功能提升与历史信息保存提供了系统技术、 实用工法和可靠装备。5、主要完成单位及其创新推广贡献（1）东南大学：结合国家科技支撑计划课题、国家自然科学基金等十余项国家级科研项目及一批国家重点工程科研项目，围绕“既有建筑结构性能提升关键技术与工程应用”，历时十余年，完成如下创新性工作: 1. 关键技术研究与创新。系统建立了既有建筑结构性能提升关键技术，包括：（1）新型托换及抗震加固技术；（2）减隔震（振）加固技术及装置；（3）复杂建筑的移位控制技术及系统。参与完成了三维激光扫描技术在既有建筑性能提升中的创新和实践。为既有建筑性能提升、加固加固策略的制定提供了依据。 2.工程应用与推广。研究成

4、果应用于原“励志社”建筑群、南京博物院老大殿等10余项国家/省级文物建筑的检测鉴定及改造、30项中小学校舍的隔震加固、40余项既有建筑的减震(振) 及建筑移位工程，为既有建筑的功能提升与历史信息的保留做出了贡献。（2）北京建筑大学： 1）研究提出并实现了定量化的建筑遗产三维虚拟修复新方法，克服了既有建筑传统修复方法主要凭主观经验难以定量化的不足。2）提出了既有建筑高精度信息留取技术，发明了基于精密点位测量数据的三维扫描控制定位工具与数据处理方法，解决了大范围既有建筑高精度亚毫米级信息留取的技术难题。3）提出了既有建筑多基准动态正射影像图与三维骨架线图生成方法，建立了由正射影像图、骨架线图、特征

5、线划图、三维模型等九大类图组成的既有建筑空间信息多元数字化表达体系，突破了传统手绘线划图的既有建筑信息的单一表达模式。4)首次建立了一套完整的既有建筑三维信息留取与虚拟修复的技术系统、工作流程与操作规范，覆盖既有建筑三维数据获取、处理到应用的主要环节，率先为既有建筑虚拟修复、数字展示、健康监测等提供了实用精准数据与图件生成的所需的技术支持与作业依据。实现了上述技术在一批重要文物和既有建筑保护中的应用。（3）河海大学：完善了建筑物整体移位技术设计理论、建立了文物建筑整体移位保护和开发利用技术设计理论和施 工方法，作为主要完成单位参编江苏省规程“建（构）筑物整体移位技术规程 DGJ32/TJ57-

6、2015”。成果在多项建筑物移位工程中得到成功实践，包括百年温州叶宅平移、旋转、顶升工程（温州市重点文 保单位）、当涂水建公司办公楼（带地下室）平移、中国记者协会办公楼（北京市重点文保单位）斜向移位及旋转工程等，为推动建筑移位技术的发展，建设节约型社会做出了贡献。（4）江苏鸿基节能新技术有限公司：对建筑物整体移位技术施工工法进行了深入研究并开发了专用设备，共同推进了既有建筑隔震加固技术的研发和规范编制，为主完成了一批建筑物整体移位和隔震加固工程应用。在建筑移位方面的典型应用包括：常州红星大厦（高 51.9m）整体平移、南京博物院老大殿整体顶升及隔震加固、南京基督教青年会旧址大楼（民国建筑）、南

7、京广电锦和投资管理公司28#楼（原荷兰驻华大使馆）平移、金陵兵工厂遗址平移项目。在既有建筑隔震方面的典型应用体现在10余所中小学校舍隔震加固的施工。上述成果为既有建筑移位、隔震加固技术的成功实践作出了贡献，大量具有历史或使用价值的既有建筑 得以妥善保护并提升了结构的性能。（5）北京易景盈达科技有限公司：在本项目中，北京易景盈达科技有限公司依托高水平的IT和工程技术人员，为项目实施过程中的三维点云数据处理、信息模型构建、虚拟现实平台搭建提供技术支持和软件开发工作。获得专利授权和计算机软件著作权 2 件，并完成了多项代表性工程应用，例如在金陵兵工厂遗址平移过程中，利用三维激光扫描技术对建筑在平移过

8、程中的变形进行了全场、非接触的监测，为保障平移建筑的安全性做出了贡献。在江苏省财政厅地下车库基坑支护项目中,对深基坑开挖中周边环境和建筑的变形进行了全过程的三维扫描，提高了基坑监测的效率和精度。6、推广应用情况成果应用于尼泊尔加德满都杜巴广场九层神庙等近10项国外著名文物保护单位，以及南越国宫署遗址、南京总统府、“励志社”建筑群（钟山宾馆）等20余项国家/省级文物建筑的检测及改造、超过30项中小学校舍隔震加固、40项既有建筑减 震(振)及移位工程，创造经济效益超5亿元，为既有建筑的功能提升与历史信息保存提供了系统技术、 实用工法和可靠装备。7、曾获科技奖励情况（1）2015年高等学校科学研究优

9、秀成果奖（科技进步奖）一等奖，既有建筑结构性能提升关键技术与工程应用，教育部（2）2016年测绘科技进步奖一等奖，大型复杂文物信息留取与虚拟修复关键技术研究与应用，中国测绘地理信息学会8、主要知识产权证明目录授权发明专利，一种文物破损面积的测定方法，ZL20121 0280993.3,，第1678344号, 北京建筑大学，侯妙乐，吴育华，胡云岗授权发明专利，一种悬吊式的调频质量阻尼器， ZL 2010 1 0137516.2，2010.3.31,第833836号,东南大学，张志强，李爱群，刘康安授权发明专利，夹层橡胶高阻尼碟形弹簧复合三维隔震支座，ZL201310099500.0，2013.3

10、.26，第768136号, 东南大学，李爱群，王维，毛丽军，陆飞授权发明专利，自定心预应力混凝土框架的节点连接装置， ZL 2010 1 0133814.4，2010.3.26,第810224号, 东南大学，郭彤，宋良龙授权发明专利，摇摆式自定心钢框架-混凝土剪力墙抗震系统， ZL 2012 1 0073482.4，2012.3.20, 第1396247号, 东南大学，郭彤，张国栋授权发明专利，一种自定心预应力混凝土框架楼板结构，ZL201110430239.9，2011.12.21，第1245752号,东南大学，郭彤，宋良龙授权发明专利，建筑物基础隔震复位结构，ZL 2011 1 01685

11、40.7; 2011-05-21 第1305982号, 卫龙武,卫龙武，卫海，郭彤授权发明专利，一种可补充摩擦材料的滑移隔震支座，ZL 2013 1 0318401.7，2013-07-26 第 1653330 号,东南大学，郭彤，徐贾，卫龙武授权发明专利，一种组合剪力墙，ZL201210151246.X，2002.5.16，东南大学，敬登虎，曹双寅，吕凤伟授权发明专利，混凝土梁预应力FRP布材加固装置和加固方法，ZL201210180910.3，2012.6.4，河海大学，苏海伯，吴二军，姜伟，吉伯海，邹晔，陈竹9、主要完成人情况表姓名：李爱群排名：1职称：教授工作单位：北京建筑大学完成单位

12、：东南大学、北京建筑大学曾获科技奖励情况：2013 年国家科学技术进步奖二等奖（排名第 1）； 2008 年国家科学技术进步奖二等奖（排名第 2）；另获省部级科技进步一等奖6项、二等奖3项。对本项目技术创造性贡献：为本项目研究和应用的组织者。提出了复杂建筑移位系列关键技术并使其规范化；开发了多种减隔震新技术和产品，并使其产业化； 为主开展了高强钢绞线网-聚合物砂浆加固梁柱节点及低强度砌体结构的研究与实践。组织实施了成果 在南京博物院老大殿顶升隔震和既有建筑减隔震加固等项目的应用。对创新点1、2、3、4 均有贡献。姓名：郭彤排名：2职称：教授工作单位：东南大学完成单位：东南大学曾获科技奖励情况：

13、2013 年国家科学技术进步奖二等奖（排名第 2）；2012年江苏省科学技术一等奖（排名第 1）；2015年教育部科技进步一等奖（排名第1）。对本项目技术创造性贡献：研发了建筑物整体迁移成套关键技术；提出了多种自定心抗震结构体系；建立了既有建筑隔震加固设计方法与施工工艺；参与了钢绞线网片-聚合物砂浆复合面层加固技术的研究和应用。为主完成了原“励志社”建筑群、孔祥熙公馆、南京博物院老大殿、常州红星大厦、安徽饭店以及20余项中小学隔震加固、建筑移位工程等项目以及三维激光扫描技术的多项工程应用。参编国家、省级规程 5 部。对创新点 1、2、3、4 均有贡献。姓名：侯秒乐排名：3职称：教授工作单位：北

14、京建筑大学完成单位：北京建筑大学曾获科技奖励情况：2015年度测绘科技进步奖一等奖（排名第1）对本项目技术创造性贡献：研究提出并实现了定量化的建筑遗产三维虚拟修复新方法；提出了既有建筑高精度信息留取技术，发明了基于精密点位测量数据的三维扫描控制定位工具与数据处理方法；提出了既有建筑多基准动态正射影像图与三维骨架线图生成方法，突破了传统手绘线划图的既有建筑信息的单一表达模式。首次建立了一套完整的既有建筑三维信息留取与虚拟修复的技术系统、工作流程与操作规范，为既有建筑虚拟修复、数字展示、健康监测等提供了实用精准数据与图件生成的所需的技术支持与作业依据。实现了上述技术在一批重要文物和既有建筑保护中的

15、应用。姓名：张志强排名：4职称：副教授工作单位：东南大学完成单位：东南大学曾获科技奖励情况：2004 年江苏省科技进步一等奖（排名第 5）； 2008 年国家科技进步二 等奖（排名第 9）； 2010年教育部科技进步奖二等奖（排名第 6）；2015年教育部科技进步一等奖（排名第3）。对本项目技术创造性贡献：建立了考虑人-结构相互作用的大跨楼盖结构在随机人群荷载作用下的振动响应分析方法和 MTMD 的减振控制方法；建立了建筑结构基于性能的消能减震设计方法；参编国家行业标准 2 部，国家标准 图集一本；开发了高效、可调的调谐质量阻尼器，获国家专利一项；成果应用于武汉大学万林艺术博 物馆、南京禄口机

16、场 T2 航站楼、宿迁市第一人民医院等工程，获得了良好的经济效益及社会效益。对创新点3有贡献。姓名：吴二军排名：5职称：副教授工作单位：河海大学完成单位：河海大学、东南大学曾获科技奖励情况：2002 年江苏省科技进步二等奖（排名第 5）； 2007 年江苏省科技进步 二等奖（排名第 2），2015年教育部科技进步一等奖（排名第5）。对本项目技术创造性贡献：针对砖木文物建筑的整体移位保护和开发利用建立了系统的设计理论和技术措施，成果编入江苏省 行业规程；研发了新型钢筋混凝土构件预应力 FRP 加固技术的预应力施加方法和设备，完成加固后梁、 柱性能研究。姓名：韩达光排名：6职称：高级工程师工作单位

17、：重庆交通大学完成单位：北京易景盈达科技有限公司曾获科技奖励情况：2015年教育部科技进步一等奖（排名第4）。对本项目技术创造性贡献：将三维激光扫描技术和 BIM 技术、可视化技术相结合应用于工程项目中，提高工程检测的技术含量 和可靠度水平，实现了三维可视化检测技术方法，成功将该技术应用到文物建筑的三维数字化重构、特种工程施工过程中的位移和变形监测、深基坑施工中既有建筑的变形监测、异形曲面结构二阶段施工的高精度座标控制以及裂纹扩展的全场监测等，提高了检测的精度和效率。姓名：卫海排名：7职称：高级工程师工作单位：江苏鸿基节能新技术有限公司完成单位：江苏鸿基节能新技术有限公司曾获科技奖励情况：20

18、15年教育部科技进步一等奖。对本项目技术创造性贡献：对既有建筑隔震及移位工程的施工工艺、验收标准等进行了研究，并实现了成果在实际工程中的应 用。对创新点 3、4 有贡献。 姓名：黄镇排名：8职称：副教授工作单位：东南大学完成单位：东南大学曾获科技奖励情况：获 2008年国家科技进步二等奖、2004年江苏省科学技术一等奖、2007 年江苏省科学技术二等奖 、2015年教育部科技进步一等奖。对本项目技术创造性贡献：围绕新型槽钢防屈曲剪切钢板消能器、抛物线外形软钢阻尼器、粘滞流体阻尼器等消能减震装置及其力学性能开展了系列研究；参与了多项既有建筑的抗震检测、鉴定以及移位过程中的响应监测工作。 对创新点

19、 3、4 有贡献。姓名：敬登虎排名：9职称：副教授工作单位：东南大学完成单位：东南大学曾获科技奖励情况：2015年教育部科技进步一等奖。对本项目技术创造性贡献：针对既有砖混结构房屋的大空间改造技术问题，提出了钢板-砖砌体组合结构。基于试验研究的结果 进行理论分析与有限元数值模拟，提出了钢板-砖砌体组合梁、柱的承载力计算方法、组合框架的抗侧刚度与恢复力模型，给出了钢板-砖砌体组合构件中对拉螺栓间距与钢板厚度比值以及钢板-结构胶-砖 砌体界面黏结应力的取值建议。对创新点 2 有贡献。姓名：潘志宏排名：10职称：教授工作单位：江苏科技大学完成单位：东南大学曾获科技奖励情况：2015年教育部科技进步一

20、等奖。对本项目技术创造性贡献：在性态抗震的理念框架下，构建了考虑钢筋锈蚀的混凝土结构数值模型，提出了开洞混凝土剪力墙结构、外包钢加固框架结构和配筋砂浆面层加固后复合剪力墙等多种静力非线性分析方法，采用基于模态推覆分析的增量动力分析方法将静力非线性模型融合在动力非线性分析中，开发了实现技术，发 展了典型既有结构弹塑性分析和抗震性态评价方法。对创新点 2 有贡献。姓名：陆飞排名：11职称：副教授工作单位：东南大学完成单位：东南大学曾获科技奖励情况：对本项目技术创造性贡献：对既有建筑隔震性能提升技术开展了较系统的研究，为主研发了低模量、大直径橡胶隔震支座等产品，对创新点3有贡献。姓名：曹忠民排名：12职称：副教授工作单位：华东交通大学完成单位：东南大学曾获科技奖励情况：2015年教育部科技进步一等奖。对本项目技术创造性贡献：进行了高强钢绞线网-聚合物砂浆加固梁柱节点的试验研究和理论分析，目前该研究方向的公开出版 成果仍以本人的成果为主。进行了高强钢绞线网-聚合物砂浆加固钢筋混凝土柱的试验研究和理论分析， 完善了高强钢绞线网约束加固钢筋混凝土柱的受力机理。对创新点 2 有贡献