丁发兴是中南大学的教授,长期做土木工程这块的教学和科研,在混凝土、沥青路面、岩石、土、冰还有金属材料的强度理论和钢管混凝土结构抗震技术方面有不少创新成果。他有一次做混凝土单方向受压实验的时候,发现混凝土受力变大一直到压碎的过程里,在纵向和横向都会有一点塑性变形,而且多方向受力的时候横向和纵向塑性变形的比例也有个明确的规律。他想,如果能让混凝土表现出更多塑性,那建筑本身抗震的“阻尼”效果肯定能大幅提升。于是他搞出了一套新的强度理论,叫损伤比理论。为了把理论上的东西用在工程上,他还带着团队在长沙西站和西安曲江文创中心这两个超高层工程里做了实地测试。他们发现给钢管混凝土内部加拉筋不光能让混凝土塑性更好,还能防止钢管和混凝土脱开。 内蒙古金山热电厂这次建在8度抗震设防区,敢竖一个高达195米的冷却塔,主要靠的就是他们研发的增强约束拉筋钢管混凝土柱技术。这个技术把普通的钢管混凝土柱升级了,依据的就是刚才说的损伤比理论,目的就是要挖掘混凝土的塑性潜能。这种技术有一个好处就是可以有效避免钢管和混凝土界面脱黏,还能直接约束混凝土,帮钢管多承担点弯力。大家都知道在超高层建筑、大型高铁站房和机场航站楼这些大跨度的建筑里,钢管混凝土柱应用挺广的。它是外层钢管包着内部的混凝土。在地震来了的时候,那层有塑性特征的钢管能当阻尼器,帮着耗散震动的能量;可普通的混凝土柱子因为太脆了,没法担这个角色。 经过现场原位测试、缩尺构件实验验证还有整体结构模型分析,新建的内蒙古金山热电厂三期项目用了这新技术后做到了钢管混凝土界面不脱黏,冷却塔建筑的抗震能力直接提升了40%,这就超过了国家标准9度抗震设防的最高等级。