學術成果丨中國鋼結構協(xié)會科學技術一等獎——自由曲面空間鋼結構數(shù)字化設計關鍵技術創(chuàng)新與應用
2月10日，中國鋼結構大會暨粵港澳大灣區(qū)鋼結構發(fā)展峰會在廣州市召開，相關政府部門領導、知名專家學者、相關會員單位代表等800余人參加會議。同時舉行了隆重的協(xié)會科學技術進步獎頒獎儀式。2022年度獲得協(xié)會科學技術獎項目共計84項，其中，特等獎5項，一等獎31項，二等獎48項。
中衡設計集團股份有限公司《自由曲面空間鋼結構數(shù)字化設計關鍵技術創(chuàng)新與應用》獲一等獎。
獲獎證書
自2023年3月起，“中國鋼結構協(xié)會”微信公眾號推出“中國鋼結構協(xié)會2022年度科學技術獎成果展示”專題，介紹獲獎項目。以下為公眾號于5月15日推出的“自由曲面空間鋼結構數(shù)字化設計關鍵技術創(chuàng)新與應用”介紹（原文詳見文末“閱讀原文”）。
2022年度科學技術獎
榮譽表彰
第二十五期：科學技術獎一等獎項目（二十）
本期項目簡介
獲獎項目名稱
自由曲面空間鋼結構數(shù)字化設計關鍵技術創(chuàng)新與應用
主要完成單位
中衡設計集團股份有限公司、東南大學
主要完成人
張謹、舒贛平、楊律磊、陸金鈺、龔敏鋒、范圣剛、談麗華、鄭寶鋒、路江龍、盧瑞華、沈曉明、杜二峰、王慧、賴柄霖、楊棟
項目背景
近年來自由曲面空間鋼結構正得到越來越多的應用，除實現(xiàn)大跨、滿足圍護等功能以外，通常還以實現(xiàn)豐富的建筑造型為主要目標，但由于其形體自由，邊界條件復雜，對各種復雜效應及變形影響敏感，傳統(tǒng)設計方法難以滿足，存在多項技術難點：
1. 如何通過多學科和多領域的交叉融合，在滿足建筑美學表現(xiàn)的同時實現(xiàn)結構受力的合理高效；
2. 如何準確分析并有效解決抗震、抗風、排水和舒適度等設計難題，保證結構安全；
3. 如何突破傳統(tǒng)設計和制圖方式，對種類繁多的單元和節(jié)點實現(xiàn)直觀高效的設計表達；
4. 如何設計適應復雜定位與多變的幾何關系，且滿足裝配式理念的新型節(jié)點；
5. 如何提升現(xiàn)有設計與建造技術之間的數(shù)字化協(xié)同與融合。
本項目通過多項技術創(chuàng)新，實現(xiàn)了從方案設計、形態(tài)優(yōu)化、仿真分析、自動出圖到制作安裝的全過程解決方案，形成了較為系統(tǒng)全面的數(shù)字化設計流程和體系。
創(chuàng)新成果
1. 研發(fā)了系統(tǒng)的數(shù)字化形態(tài)構建和優(yōu)化系統(tǒng)技術方法，該技術綜合建筑幾何學、結構工程、計算機技術和結構優(yōu)化理論等方向，解決了空間結構的受力性能高效化、網(wǎng)格分布均勻化和翹曲率最優(yōu)化等關鍵技術難題，實現(xiàn)了建筑美學表現(xiàn)與結構力學性能的統(tǒng)一。
2. 研發(fā)了多項基于數(shù)字化仿真的結構專項分析技術，解決了自由曲面空間鋼結構由于復雜多變的形態(tài)和邊界條件帶來的抗震、抗風、排水和舒適度等設計難題。
3. 研發(fā)了三維數(shù)字化設計優(yōu)化技術，實現(xiàn)由力學性能設計到節(jié)點設計優(yōu)化和制圖的無縫連接，對節(jié)點設計提供最優(yōu)化指導；同時開發(fā)了數(shù)字化自動制圖技術，可顯著提高設計效率和出圖質(zhì)量。
4. 研發(fā)了適用于自由曲面空間鋼結構的新型裝配式螺栓圓臺節(jié)點和螺栓圓筒節(jié)點，其受力性能優(yōu)，制作施工方便，產(chǎn)業(yè)化程度高。
5. 研究了適用于自由曲面空間鋼結構設計與建造的數(shù)字化融合技術，在數(shù)字化設計技術與先進的數(shù)字化建造技術之間建立高效暢通的延續(xù)和銜接，完善數(shù)字化產(chǎn)業(yè)鏈。
推廣應用
項目獲發(fā)明專利3項，軟件著作權16項，發(fā)表學術論文16篇，成果在蘇州灣文化中心、蘇州中心“未來之翼”鋼屋面、蘇州廣電現(xiàn)代傳媒廣場和宿遷京東籃球館等十余項工程中進行了應用，經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益顯著，具有廣闊的應用前景。
蘇州灣文化中心
蘇州中心“未來之翼”
蘇州廣電現(xiàn)代傳媒廣場
京東智慧城籃球館
大會盛況
蒞臨中國鋼結構大會暨粵港澳大灣區(qū)鋼結構發(fā)展峰會的嘉賓有：中國工程院院士、廣州大學教授周福霖，中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會黨委書記、執(zhí)行會長何文波，中國工程院院士、重慶大學教授、中國鋼結構協(xié)會名譽會長周緒紅，中國工程院院士、清華大學教授、中國鋼結構協(xié)會名譽會長聶建國，中國工程院院士、北京科技大學教授、中國鋼結構協(xié)會會長岳清瑞，中國工程院院士、中國交通建設股份有限公司首席科學家張喜剛，中國工程院院士、中鐵大橋勘測設計院集團有限公司總工程師高宗余，住房和城鄉(xiāng)建設部建筑市場監(jiān)管司副司長廖玉平，廣東省住建廳二級巡視員黃祖璜等。會議由中國鋼結構協(xié)會、廣東省鋼結構協(xié)會、中冶建筑研究總院有限公司共同主辦。
大會現(xiàn)場
中衡設計集團股份有限公司總經(jīng)理、總工程師張謹參加本次大會，并代表團隊領獎。