国家自然科学奖推荐书-郑州大学.pdf

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1、1 2016年国家自然科学奖推荐公示一、项目基本情况项目名称：钢纤维混凝土及其结构受力性能基本理论主要完成人：高丹盈，朱海堂，赵军完成单位：郑州大学二、项目简介本项目将短钢纤维加入到混凝土中形成钢纤维混凝土多相复合建筑材料和钢筋钢纤维混凝土结构，通过试验研究、机理分析与理论建模，对钢纤维混凝土力学性能、钢筋与钢纤维混凝土粘结性能、钢纤维混凝土与既有混凝土粘结性能、钢筋钢纤维混凝土结构构件受力性能进行了系统研究，形成了钢纤维混凝土及其结构受力性能基本理论，推动了钢纤维混凝土的理论发展和工程应用。重要科学发现如下：1揭示了钢纤维与混凝土复合和钢纤维增强增韧混凝土的机理，提出了在常用的钢纤维体积率和

2、长径比范围内用钢纤维含量特征参数综合反映钢纤维对混凝土性能影响的方法，建立了考虑钢纤维含量特征参数影响的钢纤维混凝土强度和断裂性能计算理论以及弯曲韧性评价方法。2揭示了钢纤维与混凝土界面粘结以及钢纤维改变钢筋与混凝土黏结应力的分布规律，提出了三次多项式表达的钢筋与钢纤维混凝土黏结应力分布函数，建立了考虑钢纤维含量特征参数影响的钢筋与钢纤维混凝土黏结滑移本构模型。3揭示了钢纤维影响钢筋混凝土结构构件受力性能的规律，提出了用钢纤维含量特征参数反映结构构件正截面受拉区和斜截面裂缝区钢纤维混凝土抗拉能力的方法，建立了静力和动力作用下考虑钢纤维含量特征参数影响的钢筋钢纤维混凝土结构构件承载力、裂缝宽度和

3、刚度的计算理论和设计方法。4揭示了钢纤维部分增强钢筋混凝土结构受力机理，提出了适宜的钢纤维混凝土层厚度，建立了钢筋钢纤维部分增强混凝土结构的计算理论与设计方法。2 5揭示了钢纤维混凝土与既有混凝土的粘结机理，提出了钢纤维混凝土加固既有混凝土结构粘结强度与粘结收缩变形的计算理论。基于本项目研究成果，1994 年出版了国内第 1 部钢纤维混凝土基本理论综合性专著，又先后出版了钢纤维混凝土设计与应用、纤维混凝土与既有混凝土黏结性能研究和纤维高强混凝土断裂性能研究等3 部著作，为编制我国钢纤维混凝土、钢纤维混凝土结构设计规程、纤维混凝土应用技术规程3 部行业标准和其他2 部协会标准奠定了基础；先后获得

4、河南省科技进步一等奖 1 项、二等奖 4 项；8 篇代表性论文专著他引951次，其中专著钢纤维混凝土基本理论他引552 次。三、客观评价1本项目主要科学发现被列入我国钢纤维混凝土及其结构的技术标准本 项 目 研 究 成 果 构 成 了 我 国 建 筑 工 业 行 业 标 准 钢 纤 维 混 凝 土（JG/T472-2015）、钢纤维混凝土结构设计规程（在编）和中国工程建设协会标准纤维混凝土结构技术规程（CECS38:2004）和纤维混凝土试验方法标准（CECS13:2009）的理论基础。已实施的标准在我国重大重点工程中推广应用，产生了巨大的经济效益和社会效益。2本项目主要研究成果出版的学术专著

5、被相关研究引用专著钢纤维混凝土基本理论43 万字，1994 年由科学技术文献出版社出版。该专著系我国第一部系统研究钢纤维混凝土基本理论的综合性专著，主要内容包括混凝土中钢纤维形态的分析与计算、钢纤维混凝土界面性能与增强机理、钢纤维混凝土基本力学性能计算方法、钢纤维混凝土单向受力本构关系模型、钢筋钢纤维混凝土结构计算理论和设计方法。该专著以及发表的有关论文提出了用钢纤维含量特征参数综合反映钢纤维对混凝土性能、钢筋与钢纤维混凝土黏结滑移性能和钢筋混凝土结构构件受力性能的影响，用与钢纤维含量特征参数有关的结构构件正截面受拉区、斜截面裂缝区等效矩形应力图的拉应力建立钢纤维混凝土及其结构构件性能计算理论

6、和设计方法，科学反映了钢纤维混凝土及其结构构件的受力特点，同时实现了与钢筋混凝土结构计算理论的衔接。建立的钢纤维混凝土基本理论体系奠定了文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R

7、1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C

8、7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9

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11、2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7

12、M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C73 我国钢纤维混凝土及其结构的建筑工业行业标准和中国工程建设协会标准的理论基础。该专著他引552 次。（2）专著钢纤维混凝土设计

13、与应用27.2万字，2002 年由中国建筑工业出版社出版。主要内容包括钢筋钢纤维混凝土结构构件的计算原理与设计方法，钢筋钢纤维部分增强混凝土梁、钢筋钢纤维混凝土牛腿、框架节点和冲切板等结构构件的计算理论与设计方法。该专著以及发表的有关论文提出的钢筋钢纤维混凝土结构构件设计方法和钢纤维混凝土弯曲韧性评价方法，被我国纤维混凝土结构技术规程（CECS 38:2004）、纤维混凝土应用技术规程（JGJ/T 221-2010）和 钢纤维混凝土（JG/T 472-2015）采用。该专著他引251 次。3主要研究成果通过同行专家评审，获得多项河南省科技奖励本项目在钢纤维混凝土力学性能、钢纤维混凝土与既有混凝

14、土粘结性能、钢筋钢纤维混凝土结构构件受力性能等方面的研究成果，分别于1998 年、1999年、2001 年、2003 年、2008 年、2010 年通过河南省科技厅组织的成果鉴定，得到了赵国藩院士、孙伟院士、周福霖院士和周丰峻院士的高度评价，总体上达到国际先进水平，部分成果达到国际领先水平，先后获得河南省科技进步一等奖 1 项、二等奖 4 项。4发表的学术论文被相关研究引用基于本项目研究成果发表的8 篇代表性论文专著他引951 次，20 篇主要论文专著他引 1063 次，其中专著钢纤维混凝土基本理论他引552 次。文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C

15、7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9

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18、2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7

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20、5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U

21、5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C74 四、代表性论文论著目录序号论文专著名称/刊名/作者影响因子年卷页码（xx 年 xx 卷xx 页）发表时间年月日通讯作者第一作者国内作者SCI 他引次数他引总次数知识产权是否归国内所有1 钢纤维混凝土基本理论/科学技术文献出版社/高丹盈，刘建秀/1994 年528 页1994.12/高丹盈高丹盈刘建秀552 是2 钢纤维混凝土设计与应用/中

22、国建筑工业出版社/高丹盈，赵军，朱海堂/2002 年173 页2002.12/高丹盈高丹盈赵军朱海堂251 是3 钢纤维混凝土轴压应力-应变全曲线的研究/水利学报/高丹盈1.746 1991，22（10）：43-48 1991.10.28 高丹盈高丹盈高丹盈22 是4 钢纤维高强混凝土弯曲韧性的研究/硅酸盐学报/朱海堂，高丹盈，谢丽，张启明1.241 2004，32（5）：656-660 2004.5.26 高丹盈朱海堂朱海堂高丹盈谢丽张启明32 是5 钢筋钢纤维混凝土深梁抗裂度的计算方法/水利学报/高丹盈，赵军，朱海堂，张启明1.746 2002，33（11）：124-128 2002.11

23、.28 赵军高丹盈高丹盈赵军朱海堂张启明37 是6混杂纤维高强混凝土断裂性能试验研究/建筑结构学报/朱海堂，高丹盈，王占桥1.663 2010，31（1）：41-46 2010.01.05 高丹盈朱海堂朱海堂高丹盈王占桥10 是7 聚丙烯-钢纤维增强高强混凝土高温性能/复合材料学报/高丹盈，李晗，杨帆1.196 2013，30（1）：187-193 2012.10.11 高丹盈高丹盈高丹盈李晗杨帆14 是8 掺有纤维的高强混凝土劈拉性能试验研究/土木工程学报/高丹盈，赵军，汤寄予1.729 2005，38（7）：21-26 2005.7.30 赵军高丹盈高丹盈赵军汤寄予33 是合计951 文档

24、编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U

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30、C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C75 五、主要完成人情况表姓名高丹盈性别男排名1 国籍中国技术职称教授最高学历研究生最高学位博士工作单位郑州大学行政职务副校长完成单位郑州大学所 在 地郑州单位性质高等学校对第 1、2、3、4、5 项科学发现做出了贡献（代表性论文专著1-8）。（1）建立了考虑钢纤维含量

31、特征参数影响的钢纤维混凝土强度统一计算模型；（2）提出了三次多项式表达的钢筋与钢纤维混凝土黏结应力分布函数，建立了钢纤维混凝土受压本构模型及钢纤维混凝土与钢筋间的粘结滑移本构模型；（3）建立了钢筋钢纤维混凝土结构构件的计算理论与设计方法；（4）提出了钢纤维混凝土加固既有混凝土结构粘结强度与粘结收缩变形的计算理论。姓名朱海堂性别男排名2 国籍中国技术职称教授最高学历研究生最高学位博士工作单位郑州大学行政职务完成单位郑州大学所 在 地郑州单位性质高等院校对本项目第1、3、4 项科学发现做出了贡献（代表性论文专著2、4、5、6）。（1）建立了考虑钢纤维含量特征参数影响的高强钢纤维混凝土抗剪与断裂性能

32、计算理论以及钢纤维混凝土弯曲韧性评价方法；（2）建立了钢筋钢纤维混凝土深梁抗裂计算和钢筋钢纤维混凝土牛腿受剪承载力计算理论；（3）建立了混杂纤维高强混凝土断裂性能计算理论。姓名赵军性别男排名3 国籍中国技术职称教授最高学历研究生最高学位博士工作单位郑州大学行政职务院长完成单位郑州大学所 在 地郑州单位性质高等学校对本项目第1、3、4 项科学发现做出了贡献（代表性论文专著2、5、8）。（1）建立了考虑钢纤维含量特征参数影响的钢纤维混凝土劈裂抗拉强度及其变形的计算模型；（2）建立了钢筋钢纤维部分增强混凝土梁受弯和受剪计算理论；（3）建立了钢筋钢纤维混凝土剪力墙的计算理论与设计方法。文档编码:CA6

33、T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H

34、9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M

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39、:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C76 六、完成人合作关系说明1989年 7 月，本项目完成人高丹盈于大连工学院获得结构工程博士学位后，1989年 8 月至今在郑州大学从事科研与研究生培养。1993年 9 月-1996 年 6 月，作为本项目完成人赵军的硕士研究生导师，指导其完成了“钢筋钢纤维增强部分混凝土梁受弯性

40、能试验研究”的硕士学位论文；1996年 9 月-2000 年 6 月，作为副导师，协助指导其完成了“钢筋钢纤维增强部分混凝土构件力学性能及设计方法的研究”的博士论文；2001年 9 月-2005 年 6 月，作为本项目完成人朱海堂的副导师，协助指导其完成了“纤维高强混凝土力学性能研究”的博士论文。朱海堂、赵军毕业后，形成了以高丹盈为带头人、朱海堂、赵军为骨干的河南省新型建材与结构科技创新团队，一直从事纤维混凝土及其结构性能的基础和应用研究，并主持中国土木工程学会纤维混凝土专业委员会（依托单位：郑州大学；主任：高丹盈；秘书长：朱海堂；副秘书长：赵军）的工作，先后成立了教育部纤维复合建筑材料与结构

41、工程研究中心（依托单位：郑州大学；主任：高丹盈；副主任：赵军、朱海堂）、河南省工程材料与水工结构重点实验室（依托单位：郑州大学；主任：高丹盈；副主任：朱海堂、赵军）和河南省新型城镇建筑技术协同创新中心（依托单位：郑州大学；主任：高丹盈；副主任：赵军、朱海堂）等科研平台。通过合作申报和完成国家、部省级科研项目 附件 3.19，合作完成论文 附件 1.4、1.5、1.8、论著 附件 1.2、国家行业标准附件 3.9、3.10、3.12等，在纤维混凝土及其结构性能研究领域形成了长期稳定的科研合作关系，多项研究成果获得省部级科技奖附件 3.143.17。文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5

42、E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5

43、V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T7M9K8U6 HL6H9D5E6R1 ZJ10M2U5V2C7文档编码:CA6T

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