结构专业-设计特点

FAST反射面具有四大特点。一、尺度巨大，口径500米、面积是美国望远镜的2.5倍。二、主动变位，反射面在工作时，能实时调整形态，在观测方向形成300米口径瞬时抛物面以汇聚电磁波，这完全不同于美国固定反射面望远镜。三、超高精度，作为天文望远镜，精度需达到毫米级。四、边界复杂，工程位于地质、地貌复杂的喀斯特洼地。

基于上述特点，望远镜的建造凸显三大技术难题：1、适应复杂山区地形、具有主动变位功能的超大型射电望远镜反射面支承系统；2、超大型复杂空间结构工程应满足望远镜毫米级精度要求；3、复杂地形、地貌条件下超大型结构建造。

复杂结构研究院完成了FAST项目主动反射面主体支承结构的设计工作。在完成设计的同时，通过科技攻关，取得以下创新性成果，解决了FAST主动反射面主体支承结构设计、制造和安装的关键技术问题，为FAST建造提供了可靠的科学依据和技术保障。

1、提出适应山区复杂地形的圈梁支承形式和新型支座；

2、与天文台、加工单位共同提出适应主动变位的索网节点；

3、提出索网形态分析的目标位形初应变补偿法；

4、与天文台共同提出高应力幅索网疲劳技术指标和加工制作要求；

5、提出基于敏感性分析的精度控制方法，从索网边界、索长、安装三个方面实现索网满足观测精度要求；

6、提出一种适用于山地地形的“边线延伸”建模方法；

7、进行考虑山地地形的结构抗震分析，首次在大跨空间结构设计中采用；

8、构建全生命周期的BIM系统；

9、进行反射面板连接机构布置的拓扑优化，成果被天文台采用；

10、进行促动器事故和过载分析分析，成果被天文台用于促动器定型；

11、进行断索分析，确保极端工况下的结构安全。

经董石麟院士、聂建国院士等专家鉴定，项目成果达到国际领先水平。同时获得2015年中国钢结构协会科学技术奖唯一特等奖。

北京市建筑设计研究院股份有限公司通过FAST的工程创新与实践，提升了中国工程建造和设备制造的水平，整合了产业链的上下游。FAST项目的研究成果也推广应用于多项国家重点工程，经济社会效益显著。