智利被稱作“地震王國”,因為在全球年均記錄的9000多次地震中,有五分之一都發生在智利。然而在大多數強震中,當地鮮有高層建筑倒塌的情況,傷亡規模也相對較小。
在《“地震王國”啟示錄》第一期節目中,央視記者劉驍騫前往智利首都圣地亞哥,為我們揭開了幾棟摩天大樓的抗震秘訣。事實上,無論是公共服務設施,還是普通住宅樓,抗震技術在智利的普及正處于進行時。
央視記者 劉驍騫:雖然身處全球最活躍的地震帶,智利人從不掩飾自己對高度的癡迷。我想只有登上大圣地亞哥塔,你才能明白智利人對摩天大樓的追求。
通過工程專家的介紹,我們發現了隱藏在樓層內部的減震器。然而,并非只有身份顯赫的建筑才能高處不勝寒地獨享這些抗震技術。如今在智利,大部分建筑公司都會因地制宜地選擇不同性能的消能減震裝置。
根據智利法規,所有的消震減震設備在投入使用之前都需要經過專門的測試。這個實驗室是智利目前唯一的相關產品的實驗室,平均每個月有兩百到三百多個裝備在這里測試。正在測試的圓柱狀設備叫做地震阻隔器,它由天然橡膠和鋼鐵硫化疊加而成,是智利目前應用最廣泛的減震器材。

智利Sirve建筑工程事務所總經理 伊格納西奧:地震阻隔器是安裝在建筑底部的,我們正在給它施加250噸的重量,相當于房屋的重量,同時制造出每個方向30厘米的位移,模擬出地震阻隔器在地震時遇到的情況。

這些地震阻隔器將被安裝在建筑的承重柱上。當地震襲來時,地基發生的劇烈晃動對地表建筑造成的影響被大幅度減小。
智利Sirve建筑工程事務所總經理 伊格納西奧:與常規建筑相比,這種裝備能將地震對地表建筑造成的動能減少80%~90%,它的有效期在500年左右。
然而,對地震心有余悸的智利人并沒有止步于此。工程學家發現,當兩個相同高度的模型受到同樣強度的外力作用時,擁有制震結構的模型搖晃幅度明顯較小。
他們由此研發了一種專用于建筑的黏性減震器,它是一個帶有活塞的缸筒,當地震發生時,建筑的梁和支架產生的位移差使得活塞移動,這時候缸筒內的特殊液體會在磁場的作用下自動改變黏度,從而產生適合的流體阻力達到減震的效果。

智利Sirve建筑工程事務所總經理 伊格納西奧:有的時候需要缸筒內的液體黏度更大一點,以此穩定住建筑;有的時候需要黏度更小一點,讓缸筒內的液體流回原來的內腔。
我們取少量的液體來做一個測驗:打開磁場時,黏度變大;關閉磁場后,黏度變小

智利Sirve建筑工程事務所總經理 伊格納西奧:一些豪華跑車就使用了這種技術,它們會根據路面的顛簸程度自動改變車輛減震器的阻尼。
根據智利政府的規定,所有新建的醫院都必須配備消能減震設備,接下來讓我們隨記者到施工現場尋找它們的蹤跡。
位于圣地亞哥西北角的菲利斯布爾內斯醫院已完工93%,預計將于2019年第一季度投入使用,屆時它將成為圣地亞哥規模最大的醫院。大樓同時配備地震阻隔器和黏性減震器,這種“雙保險”的抗震設計能夠使它抵御12級的強震。黏性減震器一般位于建筑物的壁面,安裝后不再需要人工維護,這也是它的獨特優勢。

智利Sirve建筑工程事務所總經理 伊格納西奧:這個黏性減震器能承受100噸的拉力,當地震導致樓層出現扭動時,它的活塞就會開始運動。
地震阻隔器安裝在地下車庫,這也是建筑內唯一一個會感覺到強烈震感的區域。
智利Sirve建筑工程事務所總經理 伊格納西奧:你可以觀察到兩條梁,它們分別屬于地震隔離器上下兩部分建筑。
這意味著,看似嚴絲合縫的龐然大物不但被一分為二,而且每個部分都能活動
央視記者 劉驍騫:這兩個部分是分離開來的,之前大概有40厘米的距離。這樣在發生地震的時候,會有一個緩沖的距離。
如此不起眼的縫隙卻蘊藏著一代代智利工程師的血淚總結,他們意識到,地基和地表建筑一體化的傳統結構在抗震方面存在隱患,一旦地基在強震中變形,將給建筑造成災難性的破壞。
央視記者 劉驍騫:有沒有可能在樓房建完后或者在重修的過程中安裝地震阻隔器?
智利Sirve建筑工程事務所總經理 伊格納西奧:是可能的,但會比較復雜,需要把樓體抬高,然后再安裝地震阻隔器。
近十年來,工程界對于抗震效果的標準發生了質的變化。在過去,只要“大震不倒”,即使樓體出現明顯損壞,也已經符合預期。如今,智利工程師不再有這樣的容忍度,他們要求建筑以及運營系統能夠在強震后依然完好無損。

央視記者 劉驍騫:當我們來到這樣一個建筑工地的時候就會發現,消震器減震器的功能除了避免大樓出現結構性的裂縫和破壞之外,也是為了保護大樓內的這些輔助的電路系統不受到地震的影響。
醫院建筑對抗震效果有更高的要求,因為地震可能在手術醫療過程中突然發生,沒有逃生避難能力的患者和新生兒將成為主要的受害群體。完備的抗震技術不僅能穩住樓,而且能保護建筑中的人。
在下一期節目中,我們將前往智利國家地震監測中心,看他們是如何為地震設下天羅地網,同時為抗震技術提供“大數據”。(央視記者 劉驍騫)
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