蔡玉春博士自大学毕业后长期从事装配式钢结构建筑的科研、设计和实际应用工作。三十多年来，我们坚持对影响装配式钢结构技术进步的“材料-结构一体化”和“多材料优化组合”两大建筑科学关键问题进行基础方法论研究。提出面向结构的材料指标体系，量身定制最适合材料的结构设计理论，将以往对材料和结构的“孤立研究”转变为“整体研究”；通过探索多材料界面的力学行为和协同应力机制，实现材料的最佳利用，从“狭义组合结构”转向“广义组合结构”；创新开发高性能预制钢结构体系，重点解决混凝土长期开裂机理，采用被动主动自修复技术将形成的高性能混凝土与高性能钢结构体系相结合，形成高效的组合机制高性能组合结构的研究，从而形成装配式高性能钢结构组合结构的新理论、新方法、新技术，实现从“材料的高性能”到“结构的高性能”的跨越，提供为可持续民用建筑和结构综合性能的基础理论、关键技术和工程实践的完善和突破提供支撑和工程实践，为民用建筑提供基础理论研究和工程应用研究相结合的基础。取得了典型案例，取得了一系列原创性研究成果并进入实际工程应用。
一。开展的主要科研工作
1、新型混凝土材料与高强钢及高性能工程结构的结构关系基础研究
开发被动式、主动式、高性能和可持续的新型混凝土材料和高强钢材形成新型土木建筑材料，研究提高传统混凝土工程材料和碳纤维与新型混凝土材料结合性能的新技术和方法钢结构螺栓定做，研究提出了新型高性能复合材料制备过程的基本原理、微观机理、性能表征和建模方法，提出了适用于土木建筑结构工程应用的复合材料本构模型等性能指标钢结构螺栓定做，并提出了高性能复合材料的独特特性。研究适应新型装配式钢结构建筑的高性能复合工程材料。机械性能的结构设计指标。
2、高耐久性、高强度混凝土结构新型复合材料开发研究
研究传统混凝土中裂缝、抗拉强度差等劣化现象，不可能实现百年土木建筑。采用新型复合材料技术，提高结构的整体抗裂性和长期耐久性，延缓劣化过程，降低出现裂纹等劣化的风险。研究新型混凝土复合材料结构的基本力学行为，揭示新型复合材料混凝土结构在复杂工况等条件下的长期开裂等退化机理。开发面向工程应用的精细化设计方法，以提高结构耐久性和满足正常使用性能为目标。
3、高效装配式钢结构抗震系统研究
研究开发装配式钢结构高效抗震结构体系，并应用新型复合材料，形成能有效提高结构体系整体抗震抗震性能，实现强震可控破坏和快速恢复的体系以及灾后的修复。目标是揭示罕见地震条件下新型高效装配式钢结构抗震系统的破坏机理、损伤形式、受力性能和评价指标体系，并提出各类高效钢结构抗震系统相应的详细规范。化学计算模型、损伤控制方法和优化设计理论。
4、新型装配式钢-混凝土组合结构研究
研究开发以新材料组合结构标准化、高性能体系为目标的新型装配式钢-混凝土组合结构优化设计方法，揭示复合材料在结构中的优化组合机理和协同工作机理，研究新型预制钢-混凝土组合结构的基本受力行为。结构，并建立相应的精度模型和设计方法。
5、新型预制组合结构体系Easy to Build（EGA）施工方法体系研究
研究新型复合材料新型装配式钢结构建筑体系的产品化设计方法，揭示建筑产品化的总体方法和主要内容以及它们之间的辩证关系；研究开发新型装配式复合结构易施工（EGA）施工方法体系，开发相应的生产工艺体系和现场装配工艺体系，真正实现可行、可复制、可持续的高性能装配式钢结构建筑的目标。
2、主要研发成果
为解决装配式钢结构建筑大规模开发应用中存在的三大问题：
1）钢结构的长期防火、防腐问题；
2）100%预制组装问题；
3）标准化和规模化批量生产的问题。
创建了结构化的防火防腐技术体系，解决了长期困扰钢结构的防火防腐问题；开发出成套工厂化生产技术和自锁可恢复技术连接节点，实现100%预制装配式钢结构建筑，为实现“工程化到产品化”提供具有完全自主知识产权的可控技术；建立了基于多动力参数化和单动力参数化的新型结构计算方法，解决了装配式钢结构建筑的大规模标准化、批量化生产问题，为装配式钢结构建筑的持续、规模化、快速发展奠定了可靠的基础。我国装配式钢结构建筑与“一带一路”倡议。
形成的主要结果如下：
1、新型自修复碳纤维混凝土复合结构材料（CUHPC_Carbon Ultra-High Performance Concrete）
CUHPC具有超高强度、韧性和耐久性的特点，可以显着改善传统钢筋混凝土的缺点。它本质上是碳钎焊与混凝土融合的新模式。 CUHPC不同于传统的高强混凝土（HSC）和钢纤维混凝土（SFRC），也不是传统意义上的“高性能混凝土”（HPC）的高配筋。它是一种水泥基结构的新型复合材料，具有一致的性能目标和明确的指标。工程材料。
2、高性能钢与CUHPC相结合的新型工程材料结构件（MSC系统）
为了有效解决钢结构的防火、防腐问题，以及墙板连接的可靠性和便捷性，创造性地开发了一套具有自主知识、自主控制的MSC结构件系统。
3、高效的钢结构抗震系统
高效钢结构抗震系统的研发需要从节点连接入手，采用主动控制和被动控制技术相结合。一是解决接头减振、隔振性能问题，二是解决高效生产、安装、装配问题。为此，我们成功研发了三种具有完全自主知识产权的自主可控节点连接技术：外套管连接技术和分层装配技术。连接节点技术、自锁连接节点技术，从而开发出一系列适合各种工程的高效钢结构抗震系统。
(1)贯通式模块化高效钢结构抗震系统
解决了长期以来模块化建筑系统中模块间节点连接可靠、便捷的问题。这个系统实现了人们常说的“像造汽车一样造房子”、“像搭乐高积木一样造房子”。是真正的土木建筑“黑科技”。我们称之为“贯通式模块化建筑体系”。整体模块化建筑单元在项目中预制，现场实现无螺栓、无焊接的贯通连接方式，实现“像搭积木一样盖房子” ”。
（2）铰接支撑框架+密集异形短肢多腔复合墙芯管高效钢结构抗震结构体系
该系统有效解决了传统钢框架+核心筒之间的刚度不匹配问题，实现了两者之间的刚度匹配，大大提高了结构的有效抗震性能、减震性能和能耗，同时实现了结构构件的标准化量产问题。此外，采用自连接节点，可以实现现场钢结构梁、柱的高效、快速施工，无需螺栓、焊接。
(3)新型层状密柱支撑钢格栅管高效钢结构抗震结构体系
新型分层密柱支撑钢网高效钢结构抗震结构体系是由上下层CUHPC板和双向空间钢桁架网架结构组成的钢网梁空心组合楼盖，周围密实柱深梁框架形成管状。高效钢结构抗震梁管系统由多根立管和密集异质短肢多腔复合墙芯管组成，形成大开间、灵活分区的高层、超高层系统。
(4)MCF低层分层装配高效钢结构体系
采用CUHPC与高性能钢组成的MSC系统墙板组成抗侧力支撑系统，与高性能H组成层状密柱MCF系统的高效钢结构抗震结构体系。式实现了“材料与结构一体化”的设计。主意。
4、SBS-PSC预制空腔剪力墙新型钢-混凝土组合预制结构体系
为了提高低剪力墙的抗震性能，开发设计了由CUHPC与高性能钢组成的MSC墙体系统组成的空腔剪力墙系统。空腔剪力墙降低了构件的刚度和承载能力，并增加了延展性。它们不仅减轻了自身重量，而且显着降低了剪力墙的刚度，从而达到减轻地震影响的目的。
5.建立了一套EGA简易施工方法体系
(1)建立了基于组件设计方法和模块化设计方法的设计体系
（2）形成一套以工程技术定型、图纸深化、实施计划、规划、充分穿插施工、过程动态管理、组织保障、制度保障、资源保障为基础的EPC项目管理思想方法。
（3）建立基于BIM信息技术的项目管理流程，结合人工智能和物联网，形成智慧施工模式。
（4）确定了预制组合盖板等预制装配式钢结构十大工程难点及控制规则。
（5）建立钢结构构件、组合型腔盖、CUHPC预制内外墙组合系统、装配机电等生产准备和过程控制流程，为工程向产品转化提供可靠的生产保障。根据。
蔡玉春博士简介：
国家钢结构工程技术研究中心首席专家
国务院特殊津贴专家
钢结构师傅
武汉市有突出贡献中青年专家
中国钢结构协会专家委员会副主任委员
国家钢结构工程技术研究中心标准化钢结构建筑研究所所长
北京网络空间工程技术研究院院长
中国电建装配式钢结构建筑技术研究中心首席专家
国家钢结构工程技术研究中心钢结构住宅中试基地主任、首席科学家
中国工程建设标准化协会钢结构专业委员会委员
武汉钢结构住宅工程研究中心主任、首席科学家
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