國務院(yuàn)國資(zī)委網站8月11日消息,曆經10年攻關,中國建築技術中心啟動的“中建萬(wàn)噸級多(duō)功能實驗係統”於近日建成,正式投入試運行,成為當(dāng)前世界上(shàng)唯一的垂向加載能力上萬噸的六自由度工程結構實驗設備(bèi),可(kě)為國內外工程領域巨型複雜(zá)結(jié)構進(jìn)行足尺實驗,避(bì)免因實驗係統加載能力和空間不足(zú)導致(zhì)的“尺度效應”,真實反(fǎn)映結構受力狀(zhuàng)態,從而科學客觀地了(le)解其力(lì)學性能。
建築(zhù)性能的“預言家”
工程(chéng)結構試驗與檢測是研究和發展(zhǎn)結構計(jì)算理(lǐ)論的重(chóng)要手段,從(cóng)驗證材(cái)料的力學性能到(dào)驗證由各種材料構(gòu)成的不同類型結構和構件(jiàn)的基本計算方法,以及近年來發展的大量大跨、超高、複雜結構的設計(jì)建造,都離(lí)不開工(gōng)程結構試驗(yàn)研究。
中建萬噸級多功(gōng)能實驗係統擁有世界領(lǐng)先的大噸位、大空間、六自(zì)由度(dù)加載能力,可對構件進行足尺加載檢(jiǎn)驗,科學直觀地了解構件力學性能,並(bìng)以(yǐ)此開展工程領域新(xīn)型結構體係研發、標準製訂、產品研製。
中建集團圍繞產業技術需求,加強(qiáng)基礎科學研究,成功(gōng)研製(zhì)出“中(zhōng)建萬噸級多功能實驗係(xì)統”。可滿足國內外工程領域對巨型結構、複雜結構、工程隔減震子結構等進行足尺試驗的需求,為重大工程、設備的設計、建造和製造提供技術支撐,助力我國工程結構科學研究和(hé)技術革(gé)新。
行業科(kē)技創新的“助推器”
中建萬噸級多功能實驗係統可廣泛應用於橋梁、隧道、鐵道、道路、房屋、大壩等土木工程結構,實體檢驗(yàn)大型、複雜、關(guān)鍵構件(jiàn)在壓、彎、扭轉及動態往複加載等(děng)複雜受(shòu)力狀態(tài)下的結構(gòu)性能,是土木工程科技創(chuàng)新的重大試驗裝備,將助推工程(chéng)結構領域的技術革新和產業變革。
傳統建造(zào)業(yè)務方麵,超高層建築單個結構構件承重高達數萬噸,受實驗設備製約,結構設計人員一(yī)般通過(guò)有限元分(fèn)析和小比例尺試驗作為設計依據,無法真實反映實際構件(jiàn)的力學性能。中建萬噸級多(duō)功能實驗係統擁有試件實體試驗能力,將為結構設計和施工提供精確高效(xiào)的試驗數(shù)據支撐,助力集團保持(chí)傳統建造業務的技術領先優勢。
基礎設施及新業務方麵,可對大型水壩、橋梁、隧道的結構構件進行足尺加載試驗,充分驗證結構(gòu)性(xìng)能,為構件(jiàn)的安全、可靠、經濟、創新提供技術支撐(chēng),還(hái)可進行直徑2米隔震支座及多個足尺隔震支座聯合加載試驗,有(yǒu)助於提升我國隔(gé)減震技術與產品水平,為工程領域抗震(zhèn)防災工(gōng)作提供技(jì)術(shù)保障。
試驗能力“三(sān)領先”
加載能力(lì)領先。垂向加載能力(lì)達(dá)10800噸,超越了當前國內4000噸、國外6000噸的同類實驗設備垂向加載能(néng)力,並可實現六自由度(dù)加載。水(shuǐ)平X向最大加載力為±600噸,水平Y向最(zuì)大加載力為(wéi)±900噸(dūn),可滿足巨型結構構件足尺或大比例尺實驗,可對巨型柱、巨型剪力牆、複雜空間節點等結構構件和阻(zǔ)尼器、隔振支座進行動靜態加載試驗,綜合加載能力世界(jiè)領先。
加載空間領先(xiān)。最大淨試驗空間長9.1米、寬6.6米、高10米,垂向可實現0.5米(mǐ)至10米的連調(diào),是全球加載空(kōng)間最大的工程結(jié)構實驗設備,也是唯一可進行多個足尺隔震支座聯合加載試驗的設備(bèi)。
加載技術領先。控製係統采用多冗(rǒng)餘控製技術,通過控製連接(jiē)在加載平台上的18個作(zuò)動器,實現6自由度加載:垂(chuí)向最大位移250毫米,水平X向最大位(wèi)移±1500毫米,水平Y向最大位移±500毫米,繞X軸和Y軸(zhóu)最大轉(zhuǎn)動角±2度,繞Z軸最大轉動角±10度(dù);可(kě)以模擬結構構件的複雜邊界條件,可進行直徑為2米的(de)隔(gé)震(zhèn)支座的高速(sù)壓剪實驗,在水平力為±600噸時,最大加載速度可以達到±1500毫米/秒,控製技術(shù)世界(jiè)領先。實驗係統的關鍵技術參數之一(yī)“垂向作動器與滑動平板之間的摩擦係(xì)數”小於0.2%,舉重若輕,達到(dào)了近乎零摩擦的高技術要求,為試驗的安全、高效、精確提供了關鍵技術保障(zhàng)。
創新背後的“智囊(náng)團”
該係統集靜力和動力實驗功能於一體,控製技術複雜,設(shè)計(jì)建造難度巨大(dà),特別是加載框架生(shēng)產加工與安裝技術、加載框架移動橫梁自動升(shēng)降與鎖緊技術、大噸位垂向滑動微摩擦靜壓支承技術、六自由度控製技術等都給自主研發工作帶來了嚴峻的技術挑戰。
該(gāi)係統研發團隊平均年齡38周歲,由清華大學、同濟大學、哈爾濱工業大學等高校畢業的10多名博士、20多名碩士組成。中國(guó)建築技術中心組建了由6位中國工程院院士、30多(duō)位企業、高校專家教授組成的顧(gù)問團隊,聯合哈爾濱工業大學、中建科工,以“科研機構+高校+企(qǐ)業(yè)”融合創新機製,攻克了該係統在(zài)技術參數、試驗功能、設備製造(zào)等方麵的重重困難,解決了我國工程結構科學實驗手段與實際需求嚴重脫節的現狀,是中國建築在行業關鍵技術研(yán)發方麵的重大突破(pò)。
中國工(gōng)程院院士鄧宗全院士(shì)評價:“這是集機、電(diàn)、液於一體(tǐ)的複雜的實驗(yàn)設備,是實驗設(shè)備領域的大科(kē)學攻關項目(mù)。”
目前,該實驗係(xì)統已接受了國內外多家單位的(de)試驗預約,涉及建築工程、基礎設施工程、能源電力工程等多領域。
中建技術中心(xīn)將聚焦產(chǎn)業技術研究,以增(zēng)強“中建萬噸級多功能實驗係統”的(de)實(shí)用性(xìng)應用性為(wéi)目標,建設(shè)開放性、國際化的實驗(yàn)平台,與全行業、全社會共享創新(xīn)成果。