一、项目基本情况
《现代钢结构稳定性关键技术研究与应用》项目由郭彦林教授牵头，清华大学、西安建筑科技大学、浙江大学及上海宝冶建设有限公司等单位历时9年共同完成。本项目在现代钢结构体系和新型构件(如梭形钢管格构柱、钢拱结构、新型抗侧力体系、多高层钢结构、新型高效型材、钢管锥状框筒结构等)的稳定性领域进行了大量创新性研究工作，取得专利6项，获部委科技奖一等奖4项，发表学术论文131多篇，出版专著4本，培养了大批博士与硕士。研究成果填补了国内在新型构件设计理论方面的空白，整体达到国际先进水平，部分达到国际领先水平，并在多项国家标准中应用，对多个国家在建大型钢结构工程项目提供了重要的技术支持，对促进科技进步起到了推动作用。
二、项目内容简介
近年来，一大批现代钢结构体系和新型构件在大型复杂钢结构工程项目中应用。钢结构稳定性问题成为这些结构体系和构件设计的核心技术，工程实践亟需系列成熟且实用的设计理论和设计方法给予指导。本项目对现代钢结构体系和新型构件(如梭形钢管格构柱、钢拱结构、新型抗侧力体系、多高层钢结构、新型高效型材、钢管锥状框筒结构等)的稳定性关键技术进行了系列研究，建立了其稳定承载力设计方法，为其结构设计及工程应用提供了重要依据。
（1）通过理论分析与大型构件足尺寸试验，研究了钢管格构柱的失稳及破坏机理，揭示了梭形钢管格构柱独有的'S'形失稳模式及其变换机理，建立了钢管格构柱稳定承载力设计方法；（2）针对钢拱稳定性问题影响因素众多且尚无相应设计规范的现状，对其面内外失稳机理与受力性能进行了理论与试验研究，分别建立了实腹式截面（包括腹板开洞）钢拱、平面与立体钢管桁架拱的稳定性设计理论和方法；研究了各类索-拱结构的受力性能以及缺陷敏感性，提出了多种优化布索形式及性能参数优化设计建议；（3）创造性地提出了防屈曲钢板剪力墙，理论与试验研究揭示了其防屈曲机理并建立了稳定承载力设计理论；提出了防屈曲耗能支撑构件的约束设计原则及刚度比门槛值；创新地提出了斜向交叉加劲肋钢板剪力墙，通过理论和试验方法研究了非加劲、十字加劲、斜向交叉加劲等各种形式的钢板剪力墙体系的受力性能、破坏机理，提出了其承载力设计理论以及钢板墙周边框架柱门槛刚度的要求；（4）在多高层钢框架稳定性设计中,建立了考虑层与层相互作用、同层各柱的相互作用以及高层钢结构双重抗侧力体系中支撑与框架的相互作用的框架稳定设计的实用方法；（5）建立了波形腹板工形构件、翼缘卷边工形构件、组合箱形截面压型钢板以及变截面焊接工形构件等新型高效型材稳定承载力设计理论，为其结构设计与推广应用提供了依据；研究确立了门式刚架轻型房屋钢结构中关于变截面柱与梁整体稳定性计算方法；（6）研究了钢管锥状框筒结构中群柱面外失稳时柱子之间的相互作用和横梁弯弓效应对群柱面外失稳性能的影响，建立了群柱面外稳定承载力设计的一般方法。这一设计方法解决了目前在高层结构外框筒设计中存在的楼层抽空或缺失而造成的通高群柱面外稳定设计的技术难题。
在上述研究领域发表论文131多篇，发展与丰富了现代钢结构稳定理论。获国家专利6项，其中防屈曲耗能钢板剪力墙与一种偏心支撑获国家发明专利，翼缘弯折的工形截面构件和无檩条结构组合屋面压型钢板等获国家实用新型专利。出版专著4本，其中钢拱结构稳定性理论研究成果编入《薄壁曲梁线性和非线性分析理论》(科学出版社,2004年)；多高层钢结构稳定设计方法研究成果编入《钢结构的平面内稳定》（中国建筑工业出版社,2005）以及《钢结构设计方法》（中国建筑工业出版社,2007）。研究成果成为《拱形钢结构技术规程》和《钢管结构技术规程》制定的重要依据。部分研究成果被《钢结构设计规范》（GB50017-203）与《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ)直接采纳。
研究成果直接应用在多个国家大型项目中，其中梭形钢管格构柱设计理论、组合箱形截面压型钢板在新白云机场航站楼工程中应用，钢拱结构设计理论在南通体育会展中心工程中应用，加劲钢板剪力墙设计技术在昆明世纪广场工程中应用，多高层钢结构框架柱设计方法在成都成达大厦工程、昆明世纪广场工程中应用，群柱面外稳定承载力设计理论在广州新电视塔外框筒结构设计中应用，均取得了显著的经济效益与社会效益。
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