進一步全麵深化改革,天津堅持科技創新和產(chan) 業(ye) 創新一起抓,在加強科創園區建設的同時,還在發揮科教資源豐(feng) 富的優(you) 勢,用更多國之重器,為(wei) 產(chan) 業(ye) 創新賦能。在天津大學裏,國家大型地震工程模擬研究設施,就是通過模擬地震來檢驗建築物的抗震性能。在未來,像高層建築、跨海大橋也許就將會(hui) 有更多更優(you) 的抗震新方案。
模擬地動山搖,國之重器如何助力防災減災,走,跟我一起去看看。
整個(ge) 試驗中心約有10層樓高,巨大的空間可以滿足大尺寸的模型試驗。
天津大學國家大型地震工程模擬研究設施科學工藝部部長 劉銘劼:我們(men) 這個(ge) 場地高度有31米,跨度有43米,這部分區域的長度是120米。我們(men) 這個(ge) 振動台台麵尺寸20米乘16米,最大載重1350噸,大概是二十多輛重載卡車的重量。我們(men) 在滿載情況下可以運行的最大加速度是2.0個(ge) 重力加速度。這麽(me) 大的加速度實際上已經超過了我們(men) 9度烈度條件下的地震動的水平。
為(wei) 什麽(me) 要“人造地震”?這是目前研究結構抗震性能最直接的試驗方法,為(wei) 工程的設計、建造提供依據。這個(ge) 地震大裝置可以真實複現國內(nei) 外發生過的4700多條有記載的地震活動,可觀測工程結構在地震中的損傷(shang) 和破壞情況。現在,科學家們(men) 要對振動台上一座1∶1大小的七層鋼框架結構的建築模型,開展抗震水平測試。
天津大學國家大型地震工程模擬研究設施科學工藝部部長 劉銘劼:我們(men) 安裝的傳(chuan) 感器加在一起有500多個(ge) ,那麽(me) 這些傳(chuan) 感器它的精度也都是非常高的,比方說我們(men) 測量結構變形的傳(chuan) 感器,它的最小測量的值是0.1個(ge) 毫米,比我們(men) 頭發絲(si) 直徑還要再小。
每個(ge) 傳(chuan) 感器每秒可以測試1000次數據,高速采集的數據傳(chuan) 輸到控製室中,讓科研人員了解建築在地震中的位移、形變等情況。那麽(me) 這棟七層樓的建築能否承受住9級烈度的考驗呢?振動馬上開始。
天津大學國家大型地震工程模擬研究設施科學工藝部部長 劉銘劼:通過這些數據我們(men) 可以看到,目前這個(ge) 建築物對於(yu) 我們(men) 輸入地震動的放大的程度和我們(men) 預期的指標是非常接近的,我們(men) 的地震大裝置的秘密實際上都藏在我們(men) 的地下室。
天津大學國家大型地震工程模擬研究設施科學工藝部部長 劉銘劼:這裏麵就是安裝我們(men) 大型振動台的液壓作動器的場地,一共有46條作動器,這裏麵豎向的作動器最大的出力是450噸,水平向的最大的出力是250噸,每一條作動器的控製精度可以到0.1個(ge) 毫米。
以往,受振動台尺寸的限製,抗震性能試驗隻能把建築物等比例縮小,而大型振動台,可以實現建築1∶1還原,試驗結論更為(wei) 準確,對於(yu) 地震多發地區的民房抗震性能提升等領域極具科研價(jia) 值。
天津大學國家大型地震工程模擬研究設施科學工藝部部長 劉銘劼:我們(men) 這裏麵是世界上唯一的一套,可以實現水下雙台地震、波浪、水流聯合模擬的一個(ge) 試驗裝置,可以在3米水深下工作,可以針對我們(men) 的跨海大橋、海上風電這些海上“超級工程”進行更加真實的地震模擬研究。
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