這位教授:研究打破國外壟斷,填補抗震技術空白!

他在西安建築科技大學連讀本碩博,畢業後又留校任教幾十載,期間致力於科學研究;他填補國內技術空白,打破國外技術壟斷,研究成果受到國際高度評價。他叫

白國良,是西安建築科技大學的教授。

這位教授:研究打破國外壟斷,填補抗震技術空白!

白國良西安建築科技大學二級教授,博士生導師。結構工程國家重點學科和土木工程學科帶頭人,結構工程與抗震教育部重點實驗室主任。白國良帶領的“混凝土結構團隊”結構合理、梯隊健全,為國家級優秀教學團隊。其主持和完成國家發改委重大裝備計劃、國家科技支撐計劃、國家自然科學基金、教育部博士點基金等重點科技項目30餘項;獲國家級優秀教學成果獎二等獎1項,國家科技進步獎二等獎2項;曾獲全國師德標兵、全國建設科技進步先進個人、寶鋼教育基金會優秀教師獎等。

這位教授:研究打破國外壟斷,填補抗震技術空白!

受到國際高度評價

恢復高考後的1978年,白國良考入西安建築科技大學開始專業學習,先後獲得工民建專業學士結構工程學科碩士、博士學位。上世紀八十年代中末期,適應於大跨、重載、超高層的型鋼混凝土(SRC) 結構因剛度大、承載力高、抗震性能好及顯著的技術經濟綜合優勢,被學界和工程界逐漸重視。但我國長期缺乏研究,沒有建立起指導工程應用的設計標準。白國良順應歷史的機遇,以型鋼混凝土結構為自己的研究方向,先後師從我國工程結構裂縫專家王鐵夢教授和結構工程及其抗震領域知名教授童嶽生、姜維山、趙鴻鐵老師,成為我國型鋼混凝土組合結構和混合結構體系研究領域的首批博士研究生

這位教授:研究打破國外壟斷,填補抗震技術空白!

“工程技術研究應為工程應用服務,並以致力於推動工程技術的革新、促成社會的發展為目標”,正是白國良在博士求學期間及以後科研工作中所恪守的準則。博士期間,白國良在導師的引導下,為彌補我國鋼-混凝土組合結構方面工程應用缺乏指導性技術規範的缺陷,廣泛開展研究,再深入分析、對比研究蘇聯、日本、美國及歐共體相關國外技術規範和計算方法後,結合我國實際情況,詳細論證、大膽構思,按照“理論研究→試驗驗證→校正分析→工程示範”的思路,進行了大量的型鋼混凝土粘結性能和梁、柱、節點及其型鋼混凝土框架結構、框排架結構在地震作用下的抗震性能試驗研究。

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在實驗驗證階段,白國良態度嚴謹,試驗加載時,一筆一畫地描繪結構表面裂縫的發展路徑,記錄受荷全過程的性能反應。經過大量實驗和理論分析,基於我國大規範體系和可靠度標準,提出了型鋼混凝土結構壓、歪、剪及其複合受力條件下的極限承載力計算和正常使用階段抗裂、裂縫和饒度計算的全面、先導性的設計方法。研究成果受到國際鋼-混凝土組合結構協會(ASCCS)原主席松井千秋、國際組合結構領域權威專家日本南宏一教授、英國Douglas Good教授等的高度評價。2000年,依託博士期間的研究成果,發表了專著《型鋼鋼筋混凝土原理與設計》,對當時的理論研究和工程應用產生了非常積極的作用,受到科研工作者和設計人員的廣泛青睞;研究內容也被2001年實施行的我國首部《型鋼混凝土組合結構技術規程》所採用

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打破國外技術壟斷

火力發電一直在我國能源結構中佔有重要地位,其主廠房框排架結構和空冷結構是火電廠結構中的主要組成部分。二者結構形式複雜,水平和豎向治療質量、剛度分佈極不均勻,在地震作用、風荷載、設備荷載和環境作用下,結構扭轉作用明顯。在“節能減排”“上大壓小”能源政策指導下,工業工藝“擴容量”“增噸位”使得結構向大型化發展,傳統框排架結構設計指標不滿足規範要求。火電廠空冷技術在我國富煤缺水的“三北”地區應用具有巨大的經濟和環境效益,但空冷技術長期被國外壟斷,這些瓶頸均制約我國工業生產向大容量、高效率和綠色節能的方向發展。

這位教授:研究打破國外壟斷,填補抗震技術空白!

主廠房框排架結構體系方面,開展大型鋼-混凝土組合結構與混合結構體系的災變效應與設計方法研究。白國良教授帶領科研團隊,先後深入神頭電廠、鞍鋼齊大山鐵礦、平頂山姚孟發電廠、托克托電廠、通遼電廠等數十個企業生產車間,對其主廠房框排架結構進行實地考察調研、檢測評估和結構性能分析,以受力複雜的火電廠主廠房框排架結構體系為切入點,進行了大比尺鋼筋混凝土框排架結構模型及內部複雜關鍵構件系列抗震試驗研究。

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試驗研究一直以來是工程結構研究的重要手段,白國良教授曾用這樣的語言來描述試驗的重要性,“試驗的過程就是結構的生命歷程,而裂縫的延伸則是結構在受荷後留下的寶貴痕跡”。經過大量的理論分析、數值模擬、模型試驗和工程實測,創新性地提出了型鋼混凝土框架-鋼筋混凝土分散剪力牆混合結構體系,建立了該結構體系的設計計算方法、不同容量機組主廠房的選型原則和採用SRC柱-RC剪力牆主廠房結構體系的條件。解決了高烈度區大型、複雜混凝土框排架工業結構體系應用的難題,豐富了我國行業規範相關內容。

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填補國內技術空白

白國良教授科研團隊與電力設計、施工企業積極開展產學研合作,開展直接空冷鋼-混凝土豎向混合結構方面的研究,進行了該類結構體系大縮尺比模型的擬動力試驗和大直徑薄壁管柱、空間鋼-混凝土混合節點的偽靜力系統試驗;對國外技術深度分析和參數對比研究,針對此類抗震性能差的“高腳雞腿式”結構。根據我國材料和在高烈度區建築結構應用的現狀,研發了更省鋼材且抗震性能更好的新型空間冷結構體系;在試驗、分析的基礎上,系統建立了直接空冷結構體系的地震作用計算原理和設計方法;結合設備特點首次提出了該類工業結構體系的性能水準劃分方法,確定了結構的性能水準和性能指標;建立了空冷鋼-混凝土混合承重結構體系基於結構內容物性能的抗震設計概念與構造要求

。該研究成果填補了我國抗震規範關於空冷鋼-混凝土混合承重結構體系設計的空白,計算理論和設計方法已被電力行業設計標準採用,且在我國富煤缺水地區的20餘個電廠中得到應用。

這位教授:研究打破國外壟斷,填補抗震技術空白!

作為一個有歷史使命感和社會責任感的科研工作者,白國良教授時刻關注社會發展領域的熱點和難點技術問題

。在512汶川地震之後,針對大量建築垃圾與廢棄混凝土處理難題和近年來建築牆體能耗嚴重、急需研發新的節能保溫體系等難題,開展建築垃圾資源化成套技術、再生混凝土構件和新型頁岩節能砌塊砌體結構抗震設計方法和工程應用研究。進行了大量再生混凝土骨科、再生混凝土和新型頁岩節能砌塊性能、再生混凝土構件和新型頁岩節能砌塊牆體及其子結構、模型結構試驗研究。研究成果通過科技部組織的專家組驗收,作為國家科技支撐計劃重要成果,已在四川、陝西、新疆等地得到工程應用,主要研究內容亦被納入陝西省、新疆自治區工程建設標準。

這位教授:研究打破國外壟斷,填補抗震技術空白!

泛舟知識的海洋,探索學科的前沿,一直以來是白國良教授在學術研究和科技成果應用方面秉承的信念,這成就了他科研碩果掛滿枝的嘉譽。西安建築科技大學擁有良好的學術環境和科研條件,近年來學校各項科技指標均大幅度提高,整體科技競爭力和社會影響力得到顯著增強,研發出大批高水平、具有影響力和自主知識產權的科研成果,為國家和區域經濟社會發展做出了突出貢獻。

注:文章素材來自《西安建大報》


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