地震中的一杆秤

随着机器的启动声，六层参考钢结构模型开始振动。从上到下，模型上方的“基准框架模型振动台试验”红色横幅有节奏地晃动，而在5m× 5m多功能振动台的底部，XY双向振动肉眼清晰可见。

12月23日，在北京建筑大学大型多功能振动台阵列实验室现场，第一个建成的振动台正在进行基准模型的振动试验演示，以模拟人类历史上第一个采集到的地震波——艾尔逊特罗地震波所产生的振动。如果将模型替换为1: 10和1: 20比例的房屋、桥梁、地铁、管道走廊等。，再现地震情况，就可以知道建筑物的地震安全性是否合格。

未来的地震趋势依然严峻，建造在大地震中永不倒塌的建筑是所有在场观众乃至人类对美好生活的共同希望。

阵列的总承载能力和总表面积最大。

汶川地震期间，许多房屋瞬间倒塌。日本311地震，福岛核电站受损...也许在生活中很难遇到如此多的自然灾害，但它与道路、桥梁、地铁、管道走廊等密切相关，被称为“生命线工程”。一旦它们被摧毁，城市可能会瘫痪。如何确保生命线工程的安全？

科学家们已经想到用振动台来再现地震发生时的实际情况。它就像地震中的秤，预先衡量建筑物的安全。

制作一个理想的振动台一直是科研界的目标。同济大学、中南大学、纽约州立大学等国内外著名大学开发的振动台阵列各有优缺点。

“与国内外现有的振动台阵列相比，我们的大型多功能振动台阵列具有最大的总承载能力和最大的总表面积。”北京建筑大学土木工程学院结构实验室主任张国威说。

据报道，每个表的尺寸为5米乘5米，单个载荷为60吨，频率范围为0.1-100赫兹，最大水平加速度为1.5米/秒，最大垂直加速度为1.2米/秒，可以模拟大地震下的结构性能。

北京建筑大学土木工程学院院长齐承志解释说，“大”的比较优势在于实验能力的提高。模型压缩得越小，与实际情况的误差就越大。模型做得越大，与实际情况的误差越小。

除振动台外，实验室建造的L型大型反应墙的高度也突破了其他大学类似墙面的高度上限，可为6层楼高的足尺结构模型提供抗震试验研究。实验室屋顶设计有天窗，可满足开放状态下30m以上超高振动台模型的实验要求。

误差只允许正负1毫米。

北建大学的老师和学生在年初听到卡车进出校园的声音，可能会对这个大型多功能振动台阵列实验室印象深刻。经过37个小时的日夜激战，振动台基础第二次混凝土浇筑完成。在之前的3个月里，他们经历了第一场53小时的“大战”。

"振动台的基础是大体积混凝土，我们对基础的精度要求很高."张国威回忆说，当时，制造商向振动台施工执行小组提出了要求。轨道长50米，误差只有1毫米；8个导轨之间的相对误差只有1毫米。就连土木工程专家也表示，这样的要求“很难实现”

经过多次专家论证，他们最终决定先保证导轨面的加工精度。“我们选择了一家有高铁建设经验的制造商来生产导轨。每根7-9米导轨的表面精度误差为0.1毫米。在施工过程中，设计了各种加强和调整措施，以确保导轨的支撑更加稳定，导轨在铸造过程中不会变形。”回想起建造过程，张国威清楚地记得它。

在北京建筑大学2260㎡的实验室大厅里，一个振动台阵列在大空间里显得有些孤独。事实上，未来他们计划建造3个类似的摇床。

齐承志指出，四个阵列的协同工作或异步振动激励对设备制造商来说也是一个挑战。频率越高，对设备的损坏越大，对所需材料、制造工艺和设备指标的要求也越高。

“四手联弹”突破复杂结构的实验难点

什么是四个多功能摇床的繁荣“四手组合炸弹”？

北京建筑大学土木工程学院副院长龙和振动台施工执行小组的成员都曾设想，“它可以单独控制，也可以由两套、三套或四套阵列系统连接起来。城市分叉曲线桥、大跨度桥梁、大跨度空间结构、高层建筑结构、城市地下公共设施隧道、地铁站模型等复杂结构的试验。可以在实验室完成”。

为了实现这一功能，实验室建造了两条长度分别为50米和30米的导轨。导轨内设有四个多功能振动台，可以在导轨上*移动，四个多功能振动台中的两个可以在导轨上移动，实现多种形式的组合使用。

全装配式钢框架振动台试验、古建筑木结构减震耗能机理振动台试验、“华龙一号”核岛厂房隔震结构模型振动台试验...实验室刚刚建成，许多科研团队表示愿意尽快在振动台上进行实验研究。

建成后，该实验室将成为具有国际领先水平的大型多功能振动台阵列试验基地，不仅能为北京市政建设服务，还能有效支持国家地震科技研究，为“一带一路”基础设施建设服务北京建筑大学副校长李爱群表示，该实验室除了提供土木工程、建筑遗产保护、机械工程、控制工程、信息工程、现代测绘技术、力学等学科的科研服务外，还将覆盖北京建大的所有理工科专业，这对人才培养大有裨益。