工程結構試驗室介紹

1、 工程結構實驗室介紹實驗室基本情況工程結構實驗室能承擔道路、橋梁、水工、巖土、結構、防災減災、房屋、隧道等工程的結構試驗或模型試驗任務，可為結構工程、橋梁工程、巖土工程等重點學科與防災減災工程等學科的建設、相應學科的研究生培養(yǎng)、科學研究及科技成果轉化提供服務。結構實驗室于上世紀九十年代從美國引進的大型加載伺服系統(tǒng)MTS價值1200萬人民幣，是國內高校第一家引進的具備國際先進水平的結構加載系統(tǒng)，開機時達到1200小時/年，為國內高校同一設備中最高的。該系統(tǒng)搬遷至新校區(qū)后進行了升級改造，L形反力墻高15m、長邊長25m、短邊長16m，反力墻與反力臺座總計3080個加載孔，大大提升了系統(tǒng)的加載性能和

2、試驗能力。實驗室于2006年開始從英國Servotest公司引進地震模擬振動臺臺陣系統(tǒng)，該系統(tǒng)建設經費總計達3000萬元人民幣，是目前為止我校建設規(guī)模最大的設備專項，也是世界上第四套系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括二個水平二自由度振動臺，其中中間固定臺為4.05mX4.05m，兩個可移動邊臺為2.52mX2.52m，移動范圍為030m，4.05m臺有效臺面質量約22噸，2.52m臺有效臺面質量約10噸；頻率范圍為0.150Hz；臺面有效行程為土250mm以上。該振動臺臺陣系統(tǒng)主要用于各種地震工程力學的基礎性理論研究、各類建筑結構、大跨懸索橋、斜拉橋、高架橋、立交橋、輕軌高架等公路及鐵路橋的整體抗震研究、城

3、市管線結構以及能源管線的抗震研究、地鐵、隧道結構抗震及高邊坡等的抗震試驗研究、運輸模擬研究等等，為原型結構和材料的動力特性研究和分析驗證提供試驗手段。該系統(tǒng)為學生開出創(chuàng)新綜合性實驗項目“建筑及橋梁模型結構振動臺試驗”。建筑及橋梁模型結構振動臺試驗是土木工程領域的一門新興學科，同時它還與機械結構、輸電結構交叉，突出對工程結構抗震性能的評估。對于土木工程專業(yè)的本科生或研究生來說，學習和掌握振動臺試驗方法，有利于提高學生的動手能力，主動思考能力和科研能力。福建省地處臺灣海峽西岸，為地震高發(fā)地帶，該系統(tǒng)的建成將為我省防災減災工程及海峽西岸經濟區(qū)建設發(fā)揮巨大作用。工程結構實驗室的實驗設備、實驗教學水平和

4、效果、科研隊伍與水平以及管理與運轉已達到全國同類實驗室先進水平。通過工程結構重點實驗室的建設，大大地增強了福州大學“211”重點學科“土木工程防災減災與新技術”的建設水平，提升學科的綜合實力與國內排名地位，擴大福建省在土木工程學科的國內外影響；同時有利于培養(yǎng)高水平的本科生、碩士和博士研究生，加強閩臺交流、提升海峽西岸的基本建設水平和綜合經濟實力。此外，實驗室還有光彈性力學試驗室、橋梁模型試驗室以及工程振動試驗室。光彈性力學實驗室近年來承擔了多項工程課題研究，主要有福州市三縣洲大橋光彈性實驗、深圳北站大橋光彈性實驗、福州尤溪洲大橋光彈性實驗、福州浦上大橋光彈性實驗、泉州晉江大橋光彈性實驗、羅長高

5、速公路T梁與墩固結的連續(xù)剛構橋節(jié)點的光彈性實驗、福州灣邊大橋、福州鼓山大橋光彈性實驗等，都取得了良好的成果，為實際橋梁工程結構方案的比較、優(yōu)化設計和施工提供了重要依據(jù)，并已應用到工程實際中，發(fā)揮了重要作用。橋梁模型試驗室主要儀器設備有CM-1L-24靜態(tài)電阻應變儀、CM-1L-16靜態(tài)電阻應變儀、鋼反力架、有機玻璃模型等。服務實驗課程有橋梁結構檢測等；開出實驗項目有應變片粘貼實踐、橋梁荷載橫向分布實驗等。工程振動試驗室主要儀器設備有DH-VTC試驗臺、DH5923（4通道/臺）、DH3810單通道應變適調器、DH5855單通道電荷適調器、DH5906無線索力計及DH610拾振器等。服務實驗課程

6、主要有橋梁結構檢測和實驗力學，可開出工程結構振動測試實驗項目等。2010年5月24日福建省教育廳組織專家對福建省高等學校工程結構重點實驗室建設項目進行現(xiàn)場驗收，專家組聽取了福州大學工程結構重點實驗室負責人的匯報，現(xiàn)場考察了工程結構重點實驗室，查閱了相關資料，經過討論形成認為該實驗室全面完成了建設任務，專家組一致同意通過驗收！同時，建議有關部門繼續(xù)加大對實驗室建設的支持力度，力爭建設成為省部共建或國家級重點實驗室。實驗室儀器設備條件狀況儀器1：（校儀器編號：20000777）儀器中文名稱MTS電液伺服加載系統(tǒng)儀器英文名稱MTSFlexTestStructuralTestingSystem儀器別名

7、無型號規(guī)格FlexTestIlm生產廠商MTS公司國別（公司注冊地）美國儀器分類號（教育部標準）03240109原值（人民幣元）800萬元生產日期1999年8月啟用日期1999年8月儀器檢定情況優(yōu)收費標準300元/小時主要功能和技術指標：實驗室的MTS電液伺服加載系統(tǒng)主要功能和技術指標有：1）244系列作動缸：（1）1000kN的作動器2個，行程：土200mm，主要用于靜力測試；（2）500kN的作動器4個，行程：土200mm,主要用于靜力、疲勞測試；（3）250kN的作動器1個，行程：土250mm，主要用于疲勞測試；2）506系列液壓源：主泵112KW，輔助泵12KW,伺服閥流量207bar

8、時為284升/分鐘，可同時供給四個試驗的能量。3）FlexTestII控制系統(tǒng)：米用全數(shù)字化控制，配有控制柜、COMPAQPIV計算機及HP激光打印機各一臺，并配有32個數(shù)據(jù)采集通道。4）測試軟件：包括多目標測試軟件（MPT）、793.13靜態(tài)測試軟件、擬靜力與擬動力測試軟件等部分，可實行荷載、位移雙參量控制加載，進行靜力、擬靜力、疲勞和擬動力試驗研究，特別是可以進行多維多點擬靜力與擬動力實驗。5）其他：包括硬管道、液壓子站、循環(huán)冷卻系統(tǒng)、位移傳感器系統(tǒng)等。學術特色和應用范圍：該系統(tǒng)可用于房建、橋梁等土木工程結構擬靜力和擬動力的抗震試驗研究，可實現(xiàn)多維、多點加載，能同時開展多個試驗，是近十年來

9、國內高校第一家引進的具備九十年代國際先進水平的結構加載系統(tǒng)，也是目前海峽西岸經濟區(qū)域高校中的唯一一套MTS電液伺服加載系統(tǒng)。該系統(tǒng)配套有咼15m，長25.1m+12.6m的L型反力墻，可滿足各類土木工程結構的抗震性能試驗。儀器照片如圖1和2所示。儀器所在實驗室：工程結構實驗室圖1MTS加載系統(tǒng)全景圖11圖2MTS加載系統(tǒng)2005年完成了設備的二次升級，2009年完成了設備的新校區(qū)搬遷工作并對設備進備注：行了再次改造和升級。儀器2：（校儀器編號：20100345一）儀器中文名稱地震模擬振動臺三臺陣系統(tǒng)儀器英文名稱EarthquakeSimulatorTripleBi-axialVibration

10、TablesSystem儀器別名無型號規(guī)格SVT-I生產廠商SERVOTEST(SVT)公司國別（公司注冊地）英國儀器分類號（教育部標準）03140416原值（人民幣元）2400萬元生產日期2009年8月啟用日期2010年6月儀器檢定情況優(yōu)收費標準500元/小時主要功能和技術指標：實驗室的地震模擬振動臺三臺陣系統(tǒng)的主要功能為通過振動臺臺面的地面運動，實現(xiàn)模擬地震對建筑結構模型作用全過程的抗震試驗，并能很好地再現(xiàn)地震過程和進行人工地震波的實驗，它是在實驗室中研究建筑結構地震反應和破壞機理的最直接方法。該系統(tǒng)由三個振動臺組成，其中中間為固定的4.05mX4.05m振動臺，兩邊為2.51mX2.51

11、m可移動的振動臺各一個，三個臺在10mX30m的基坑內呈一直線布置，其基本技術指標有：臺面尺寸：大臺為4mX4m，兩小臺為2.5mX2.5m振動方向：水平三向（X、Y向和繞Z軸轉動向）臺面自重：9.651/4.95（大臺/小臺）最大有效載荷：22t/10t（大臺/小臺）臺面最大位移：+/-250mm臺面最大轉角：T3+19度臺面滿載最大加速度：X向1.5g；Y向1.2g單獨臺面連續(xù)正弦波振動速度：75cm/s單獨臺面地震波振動（10秒）的峰值速度：105cm/s最大傾覆力矩：600kNm最大偏心力矩110kNm最大偏心：0.5m工作頻率范圍：0.150Hz振動波形：周期波、隨機波、地震波控制方

12、式：數(shù)控單臺可移動最大距離：9.50m最大移動范圍：30m反力基礎重：35001福州大學地震模擬振動臺系統(tǒng)是目前為止世界上第一套可移動的三臺陣系統(tǒng)。該振動臺臺陣系統(tǒng)主要用于各種地震工程力學的基礎性理論研究、各類建筑結構、大跨懸索橋、斜拉橋、高架橋、立交橋、輕軌高架等公路及鐵路橋的整體抗震研究、城市管線結構以及能源管線的抗震研究、地鐵、隧道結構抗震及高邊坡等的抗震試驗研究、運輸模擬研究等等，對研究模型進行振動荷載（包括F.G波、隨機波等）試驗，為原型結構和材料的動力特性研究和分析驗證提供試驗手段，特別適合用于長跨結構物的抗震研究。學術特色和應用范圍：該系統(tǒng)可實現(xiàn)多種工作模式，如每個振動臺獨立工作模式（三個單臺分別控制）、三臺合成一體工作模式（三臺同步工作，相當于10.0mX2.5m的單個大型振動臺）、任意兩個振動臺做關聯(lián)運動的工作模式（任意兩個振動臺同步控制，輸入控制波形可以相同，也可以不同）、三個振動臺作關聯(lián)運動的臺陣工作模式（全部三個振動臺同步控制，輸入控制波形可以相同，也可以不同，即作為一套3X2自由度的振動臺臺陣系統(tǒng)），并可進行以下各種試驗：1、進行各類結構模型的動力特性試驗；