隨著(zhù)我國城市化進(jìn)程加快，大型公共建筑得以迅速發(fā)展，特別是大跨度、大空間多高層建筑。同時(shí)，國家密集出臺大力發(fā)展裝配式建筑政策，例如住建部表示未來(lái)我國將以京津冀、長(cháng)三角和珠三角三大城市群為重點(diǎn)，大力推廣裝配式建筑，用 10 年左右時(shí)間，使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到 30%。然而，建筑業(yè)快速發(fā)展需要消耗大量能源和資源，排放大量溫室氣體，對氣候環(huán)境造成不利影響。研究表明，建筑行業(yè)消耗了全球大約 30%-40%的能源，排放了全球 30%的溫室氣體，若不降低建筑行業(yè)碳排放量，到 2050 年其溫室氣體排放將占總排放量的 50%以上。因此，降低建筑物各階段碳排放和能源消耗是未來(lái)建筑行業(yè)低碳減排的必要途徑，特別是大型公共建筑。
作為對傳統樓蓋技術(shù)的超越和革命，裝配式混凝土空腔（空心）樓蓋在我國建筑工程中得到廣泛應用，特別是在大空間、大跨度和高凈空多高層公共建筑領(lǐng)域。研究表明，空腔樓蓋具有降低建筑層高、增加凈空高度 、節約配套建筑材料、降低建筑成本、加快施工進(jìn)度、保溫隔音、節能環(huán)保、剛度大、變形小和抗震性能好等優(yōu)勢。然而，對于大型公共建筑，空腔樓蓋經(jīng)濟性?xún)?yōu)勢并不是十分明顯，致使其并未得到更為廣泛使用。實(shí)際上，現有空心樓蓋技術(shù)，并未充分發(fā)揮其結構優(yōu)勢和綜合效益，主要原因在于排煙和通風(fēng)設施仍然采用外置排煙和通風(fēng)管道，內部空腔未能得到合理利用。
基于此，本項目團隊成員歷經(jīng)多年科研攻關(guān)，攻克了裝配式大跨度空腔樓蓋設計和施工難題，利用樓蓋空腔形成耐火、排煙通風(fēng)一體化關(guān)鍵技術(shù)
創(chuàng )新要點(diǎn)：
(1）解決了火災下（后）空腔樓蓋極限承載力計算問(wèn)題。提出鋼筋應變差與橢圓方程兩種計算方法，確定常溫、高溫及災后各階段空腔樓蓋鋼筋屈服狀態(tài)、拉壓薄膜效應區和極限承載力;提出了火災下結構中樓蓋三種薄膜效應分布模式;揭示了面內約束、火災蔓延、受火跨數量和位置、邊梁約束和內梁變形情況等對常溫、高溫及災后連續板和樓蓋溫度、變形、極限承載力和破壞模式等影響規律;提出了火災下樓蓋中混凝土爆裂模型，揭示了樓板的爆裂風(fēng)險因子與影響規律。
(2）突破了火災下（后）空腔樓蓋加固性能評估、災后快速修復和界面機理;提出針對性空腔樓蓋FRP 加固方法以及基于性能的耐火設計方法;建立了高溫下膠黏劑界面剝離破壞理論及界面粘結-滑移模型，準確表征高溫下膠黏劑軟化行為;研發(fā)新型 FRP/噴射 ECC 復材體系，解決了火災后爆裂嚴重空腔樓蓋底板的快速修復難題，顯著(zhù)提升受火后樓板結構承載性能，大幅延長(cháng)結構服役年限。
(3）攻克了帶肋鋼網(wǎng)箱自動(dòng)化生產(chǎn)、裝配式大跨度空腔樓蓋和空腔排煙通風(fēng)技術(shù)難題。首創(chuàng )了帶肋鋼網(wǎng)箱、生產(chǎn)工藝及其安全施工工法體系;首次提出了利用空腔實(shí)現消防排煙和通風(fēng)等多功能一體化，揭示了氣體在多空腔內疏導機理;建立了空腔樓蓋內置排煙通風(fēng)系統的設計方法，填補了空腔樓蓋消防、排煙通風(fēng)設計標準空白。
