新型抗震設(shè)計(jì)能使建筑在強(qiáng)震后復(fù)原
Clay Dillow 發(fā)表于 2009年9月2日下午5：45
地震時(shí)使建筑物保持原狀：一種新建筑系統(tǒng)將能量導(dǎo)至可更換的熔絲，使建筑物在強(qiáng)震后保持原狀。Xiang Ma，斯坦福大學(xué)
具體要如何建造一幢抗震建筑？如果你回答“確保建筑能完整的從地基上震開(kāi)”，那你真是同道中人了。由斯坦福大學(xué)和伊利諾斯大學(xué)主導(dǎo)的研究小組成功試驗(yàn)了一種建筑系統(tǒng)，這種系統(tǒng)能使整幢建筑在7級(jí)地震中保持一體；甚至能使建筑在地震后直立于地基之上。關(guān)鍵在于：將破壞限制在建筑構(gòu)架內(nèi)的可更換彈性部位，包圍住震動(dòng)。
地震時(shí)，新系統(tǒng)可通過(guò)建筑物中心與外部的鋼構(gòu)架將能量消耗。這些骨架能通過(guò)固定在地基上的部件上下自由震動(dòng)。由鋼索旋扭而成的鋼纜遍布整個(gè)鋼構(gòu)架，使鋼構(gòu)架不會(huì)震動(dòng)得太厲害，防止建筑物裂開(kāi)。地震停止時(shí)，這些抗拉鋼纜就能將鋼架構(gòu)拉回地基“各底板”中，使建筑物恢復(fù)到垂直位置。
那么所有能量都到哪里去了呢？各鋼構(gòu)架的基部都是接受沖擊力的彈性鋼“熔絲”，使鋼構(gòu)架與鋼纜不用承受所有負(fù)荷。燒斷后的熔絲易于更換——像保險(xiǎn)絲一樣——所以地震后，可用新熔絲裝配建筑物，以備下回地球?qū)ㄖ呐既粵_擊。
這項(xiàng)技術(shù)剛在日本兵庫(kù)地震工程研究中心完成測(cè)試，是十多年的創(chuàng)意加上一代技術(shù)的巔峰之作。之前已對(duì)該系統(tǒng)的多個(gè)部分進(jìn)行測(cè)試，這回首次將它們組成完整系統(tǒng)并且成功運(yùn)行。測(cè)試方面，小組建立了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)三層辦公樓3/4模型，樓基面積120*180英尺，同實(shí)際建筑十分接近。然后使勁震動(dòng)，震級(jí)甚至達(dá)到1994年北嶺地震的1.75倍——里氏震級(jí)6.7級(jí)——而鋼架構(gòu)僅有可更換熔絲受損。
該系統(tǒng)最有發(fā)展前景的方面在于，可運(yùn)用容易獲取的材料，對(duì)現(xiàn)有建筑物進(jìn)行改良。小組希望這項(xiàng)技術(shù)不僅能保護(hù)無(wú)數(shù)生命，也能大大緩解地震對(duì)社會(huì)造成的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境損失。即使最強(qiáng)烈的地震后，建筑也能直接居住，阻止人道主義災(zāi)禍。同時(shí)，該技術(shù)還能促進(jìn)社區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，因?yàn)橐话氤鞘薪ㄖ牟鸪c重建需要大量垃圾填埋地、新的混凝土和建筑材料。如果建筑物能從地基上自由震開(kāi)，那么住在頂層是個(gè)很可怕的主意，但是，毫無(wú)疑問(wèn)，其它辦法只會(huì)更糟。
