大型公共建筑抗风关键技术研究与工程应用项目公示内容 项目名称：大型公共建筑抗风关键技术研究与工程应用；
主要完成人：李秋胜，傅学怡，陈伏彬，李宏伟，黄生洪，何运成，卢春玲，闫渤文，阳洋，张明亮，胡尚瑜，义君，舒臻孺，杨鸥；
主要完成单位：香港城市大学，湖南大学，宁波杉工结构监测与控制工程中心有限公司，中国科学技术大学，长沙理工大学； 申报奖种：科学技术进步奖。
项目简介：
结合现场实测、风洞试验、数值计算和理论分析方法，深入系统地研究了大型公共建筑的风效应及相关问题，发展了大跨结构抗风设计的关健技术，研发了多种结构健康监测新设备及新技术，创立了几种大跨建筑结构新体系, 成果已广泛应用于实际工程，产生了重大的经济效益和社会效益。
主要创新
1.采用多种监测手段，在东南沿海地区对边界层风场进行了长期的实测，得到了具有重要科学与工程意义的研究结果，建立了多种地貌类别的强/台风边界层风场模型，为结构抗风设计提供了科学依据，填补了国内外空白，已应用于多座大跨度场馆的抗台风设计。提出了近地风速修正的标准化方法，提高了气象预报及风速统计的准确性。 2.通过多座大跨建筑结构强/台风效应的实测研究，揭示了大跨结构风荷载及风振响应特征，提出了大跨结构抗风设计的阻尼比取值范围，应用于多个实际工程。
3.研发了拥有 14 项专利的结构健康监测新设备及新技术，其性能指标达到了国际先进水平，己国产化生产及广泛应用。
4.在比前人更大的湍流尺度条件下，研究了湍流绕钝体的分离、附着、涡列发生的机理，揭示了钝体表面极值负压产生的机理以及湍流对钝体表面风压的影响，提出的风压概率模型能更准确预测峰值风压，已应用于大跨结构设
计。
5.通过大量风洞实验，对大跨结构风致破坏进行了深入研究，揭示了风致内压变化规律及其引起大跨覆盖层破坏的机理，为大跨结构的抗风安全设计提供了科学依据。提出了大跨结构高精度空间风荷载和风致响应计算及优化设计方法。成果应用于多项实际工程，取得了重大的经济效益。
6.提岀了大涡模拟亚格子新模型及入口湍流流场新方法，解决了工程应用中准确模拟入口湍流的关键问题，实现了对大跨结构风效应高雷诺数（10E+8 量级）的大涡模拟。基于双流体欧拉模型，创新性地提出了风夹雨和风雪耦合数值模拟新方法；研发了多套数值风洞软件用于大跨结构的抗风、抗风雨、抗风雪设计。 7.创立了几种大跨结构新体系，提高了其抗风安全性，并显著降低工程造价。提出的结构分析新方法被通用的结构设计软件（PKPM）所采纳，广泛应用于实际工程。
8.建立了基于风洞试验及风气候分析的风环境评估方法，应用于多个新城区的规划和设计，为城市环境可持续发展提供了新的技术手段和成功范例。
，主持
9.参与编制国家标准《建筑与桥梁结构监测技术规范 GB50982-2014》
编著《建筑与桥梁结构监测技术规范应用与分析 GB50982-2014》，为结构检测、监测及加固提供了科学指导和技术支撑。
10.成果及影响发表论文 231 篇(195 篇 SCI 杂志文章)，被 SCI 杂志他人引用 2019 次，出版专著3本。获授权 9 项发明专利和 10 项实用新型专利及 3 项软件著作权。
奖项
美国土木工程师协会 Jack E.Cermak奖，澳大利亚 K.H.Hunt研究优异奖，中国土木工程詹天佑奖(3 项), 全国优秀建筑结构设计一等奖（3 项）。
应用推广
研究成果应用于数十栋大跨建筑结构的抗风设计及监测。
技术经济指标取得了具有重要创新性的系列成果，填补了国内外空白，总体技术水平和科研成果达到国际领先水平，总经济效益超过3亿元。
主要知识产权列表
完成人及其学术贡献：
第一完成人，李秋胜，教授，香港城市大学，学术贡献：主持构建了大跨结构风效应及边界层风场的实测系统，建立了不同地貌类别边界层风场模型和大跨结构阻尼模型。主持研发了多套测试设备。系统研究了湍流对钝体表面极值负压产生的机理和影响。负责数十项大跨结构的风洞试验，提出了大跨结构
风致响应和等效静力风荷载计算及优化设计新方法。主持研发了多套数值模拟软件，解决了数值风洞中的多个关键问题（包括入口湍流生成，大跨结构全尺寸高雷诺数大涡模拟等）。负责香港三大新区建筑规划方案的空气流通性评估和污水处理厂迁址山洞的环境评估。曾获科技奖励：(1) “钝体空气动力学及湍流研究”, 澳大利亚K.H.Hunt 研究优异奖, 1997年, 单独获奖者。
光纤光栅压力传感器(2)“超高层建筑风效应的现场实测、风洞试验和数值模拟综合研究及应用”，教育部科技进步奖一等奖，2010年，排名第一。(3)美国土木工程师协会2016 年Jack E. Cermak奖, 单独获奖者。
第二完成人，傅学怡，教授级高工，悉地国际（深圳）设计顾问有限公司，学术贡献：提出了四边形环索弦支屋盖新体系、多重弦支网格梁体系以及空间管桁架+弦支单层网壳组合的结构体系；提出了基于总装分析的大跨结构抗风设计新方法。相关研究成果已应用于多个大跨结构设计中，提出的设计方法被国内通用的结构设计软件（PKPM）采用，广泛应用于大跨建筑结构设计。曾获科技奖励：“国家
游泳中心（水立方）工程建造技术创新与实践”，国家科技进步一等奖，2011年，排名第一；“超高层建筑风效应的现场实测、风洞试验和数值模拟综合研究及应用”，教育部科技进步奖一等奖，2010年，排名第二。
第三完成人，陈伏彬，讲师，长沙理工大学，学术贡献：基于实测数据，建立了与结构振幅相关的非线性阻尼比模型。完成了多个大跨结构（包括深圳火车站、广州亚运自行车馆和综合体育馆等）的风洞试验，系统研究了大跨结构表面风压分布和风致响应特征及特征湍流对风压分布的影响。提出了高精度空间风荷载预测新方法, 开展了大跨结构抗风优化。曾获科技奖励：“超高层建筑风效应的现场实测、风洞试验和数值模拟综合研究及应用”，教育部科技进步奖一等奖，2010年，排名第七。
第四完成人，李宏伟，中级，宁波杉工结构监测与控制工程中心有限公司，学术贡献：用于土木工程结构健康监测的无线传感器装置、光纤布拉格光栅压力传感器及其相应的测量方法、光纤光栅应变传感器、光纤光栅位移传感器、数字式倾角传感器、多通道低通滤波器等。主持了多栋大跨结构的实测工作。曾获科技奖励：“重大工程结构的健康监测集成系统与应用”国家科技进步奖二等奖，2007，排名第五。
第五完成人，黄生洪，副教授，中国科学技术大学，学术贡献：提岀了大涡模拟入口边界湍流产生的新方法和大涡模拟亚格子新模型，实现了对大跨结构全尺寸高雷诺数的大涡模拟；基于双流体欧拉模
型，创新性地提出了风夹雨、风雪耦合数值模拟新方法。研发了成套风工程计算软件并获得软件著作权。曾获科技奖励：“超高层建筑风效应的现场实测、风洞试验和数值模拟综合研究及应用”，教育部科技进步奖一等奖，2010年，排名第三。
第六完成人，何运成，工程师，香港城市大学，学术贡献：基于多种监测手段获得的风场实测数据，建立了郊区、山地和海岸等地貌的边界层风速剖面和湍流参数剖面模型，提出了近地风速标准化方法。开展了香港三大新区建筑规划方案的空气流通性评估和污水处理厂迁址山洞的环境评估。
第七完成人，卢春玲，副教授，桂林理工大学，学术贡献：对深圳火车北站、深圳大运中心以及长沙新航站楼进行了大涡模拟计算，研究了这些大跨结构
的表面风压分布及其响应特征，评估了深圳火车北站行人密集区行人高度风
环境和高速列车交汇时站台行人的舒适性及安全性。开展了吉林火车站在强风、雪共同作用下的数值模拟研究，评估了风、雪荷载的空间分布对结构抗风雪设计的影响。曾获科技奖励：超高层建筑风效应的现场实测、风洞试验和数值模拟综合研究及应用”，教育部科技进步奖一等奖，2010年，排名第八。
第八完成人，闫渤文，讲师，重庆大学，学术贡献：提出了考虑湍流参数的模拟平衡大气边界层的通
用方法，并应用于评估周边复杂山地对香港天文台气象站的干扰作用，有助于香港天文台发布更准确的台风预警信号。改进了多种数值风洞入口湍流生成方法，研发了成套边界层风场计算软件。
第九完成人，阳洋，副教授，重庆大学，学术贡献：主持参与了一系列大型公共建筑的现场测试工作，如重庆江北国际机场T3A航站楼的监测与分析；参与编制了建筑与桥梁结构监测领域国内外唯一的国家标准《建筑与桥梁结构
监测技术规范GB50982-2014》，主持编著了《建筑与桥梁结构监测技术规范应用与分析GB50982-2014》。
第十完成人，张明亮，工程师，湖南省第六工程有限公司，学术贡献：研发了一套适用于风洞实验中模拟门窗突然开启或幕墙瞬间开洞的装置（获发明专利），研究了风致内压机理以及引起大跨结构覆盖层破坏甚至结构整体
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