結構專業(yè)-設計特點

FAST反射面具有四大特點。一、尺度巨大，口徑500米、面積是美國望遠鏡的2.5倍。二、主動變位，反射面在工作時，能實時調整形態(tài)，在觀測方向形成300米口徑瞬時拋物面以匯聚電磁波，這完全不同于美國固定反射面望遠鏡。三、超高精度，作為天文望遠鏡，精度需達到毫米級。四、邊界復雜，工程位于地質、地貌復雜的喀斯特洼地。

基于上述特點，望遠鏡的建造凸顯三大技術難題：1、適應復雜山區(qū)地形、具有主動變位功能的超大型射電望遠鏡反射面支承系統(tǒng)；2、超大型復雜空間結構工程應滿足望遠鏡毫米級精度要求；3、復雜地形、地貌條件下超大型結構建造。

復雜結構研究院完成了FAST項目主動反射面主體支承結構的設計工作。在完成設計的同時，通過科技攻關，取得以下創(chuàng)新性成果，解決了FAST主動反射面主體支承結構設計、制造和安裝的關鍵技術問題，為FAST建造提供了可靠的科學依據(jù)和技術保障。

1、提出適應山區(qū)復雜地形的圈梁支承形式和新型支座；

2、與天文臺、加工單位共同提出適應主動變位的索網節(jié)點；

3、提出索網形態(tài)分析的目標位形初應變補償法；

4、與天文臺共同提出高應力幅索網疲勞技術指標和加工制作要求；

5、提出基于敏感性分析的精度控制方法，從索網邊界、索長、安裝三個方面實現(xiàn)索網滿足觀測精度要求；

6、提出一種適用于山地地形的“邊線延伸”建模方法；

7、進行考慮山地地形的結構抗震分析，首次在大跨空間結構設計中采用；

8、構建全生命周期的BIM系統(tǒng)；

9、進行反射面板連接機構布置的拓撲優(yōu)化，成果被天文臺采用；

10、進行促動器事故和過載分析分析，成果被天文臺用于促動器定型；

11、進行斷索分析，確保極端工況下的結構安全。

經董石麟院士、聶建國院士等專家鑒定，項目成果達到國際領先水平。同時獲得2015年中國鋼結構協(xié)會科學技術獎唯一特等獎。

北京市建筑設計研究院股份有限公司通過FAST的工程創(chuàng)新與實踐，提升了中國工程建造和設備制造的水平，整合了產業(yè)鏈的上下游。FAST項目的研究成果也推廣應用于多項國家重點工程，經濟社會效益顯著。