建筑防震有高招

袁慶

因為難以準確預測，地震所造成的人身與財物傷害，是千百年來人們心頭的一塊重創。2008年5月12日發生汶川大地震，8.0級強震令眾多親人永別，整個城市滿目瘡痍，頃刻間變為廢墟，至今帶來的陰影和傷痛，仍在國人腦海中揮之不散。驚聞2013年4月20日，四川雅安再次發生7.0級大地震，造成我同胞傷亡慘重，為雅安祈福的同時，我們也要反思在應對地震災害時的防御不足。

在這次四川雅安地震中，很多人員的傷亡是因為建筑物倒塌引起的，因此，建筑物的抗震性應引起我們的高度重視。小編以我國臺灣地區以及日本、北美等國的防震建筑為例，分析這些和我們同處在地震帶上的國家和地區是怎樣有效防御地震災害的。

臺北101大樓

我國臺灣省的臺北101大樓高508米，是目前世界第三高樓，位于臺北市信義區，由建筑師李祖原設計，保持了中國建筑多項世界紀錄。臺灣位于地震帶上，在臺北盆地的范圍內，又有3條小斷層，因此臺北101大樓的建筑設計必定要能防止強震的破壞。

另外，臺灣每年夏天都會受來自太平洋上的臺風影響，防震和防風是臺北101大樓兩大需要克服的問題。為了評估地震對臺北101大樓所產生的影響，地震工程研究中心建立了大小不同的模型來仿真地震發生時大樓可能發生的情形。

為了增加大樓的彈性，以避免強震所帶來的破壞，臺北101大樓的中心是由一個外圍8根鋼筋的巨柱所組成。但是，即使有良好的彈性，也讓大樓在面臨微風沖擊時產生搖晃的問題。抵銷風力所產生搖晃的主要設計是阻尼器，而大樓外形的鋸齒狀，經由風洞測試，能減少30%～40%由風所產生的搖晃。

調質阻尼器

為了應對高空強風及臺風吹拂造成的搖晃.大樓內設置了調諧質塊阻尼器（tuned mass damper，又稱調質阻尼器），是在88～92樓掛置一個重達660噸的巨大鋼球，利用擺動來減緩建筑物的晃動幅度。據臺北101大樓告示牌所言，這也是全世界唯一開放游客觀賞的巨型阻尼器，更是目前全球最大的阻尼器。

另外，臺北101大樓采用新式的巨型結構（megastructure），在大樓的4個外側分別各有2支巨柱，共8支巨柱，每支截面長3米、寬2.4米，自地下5樓貫通至地上90樓，柱內灌入高密度混凝土，外以鋼板包覆。

日本清水建設研究院里的風洞試驗綜合樓

半浮動結構系統

這是一種極具創造性抗震系統，它是利用水的阻力和浮力消耗地震波的能量和力量。建筑的下半部會被浸沒在一個類似巨大的儲水箱的水中，這樣使得建筑的整體重量，一方面會被水的浮力所支持，另一方面，會被若干個層狀彈性橡膠支座所支撐。由于層狀彈性橡膠支座所支撐的結構重量遠小于正常狀態，因此可以實現更長的使用壽命和更好的抗震效果。

這個結構的最大特點就是利用水天然的浮力和黏稠度，來實現抵抗地震的目的。浮力可以延長建筑物的震動周期，而水的黏稠度可以吸收更多地震波的能量，而且水作為極好的隔絕材料，保護了建筑主體，能有效地抑制地震波對非結構構件的破壞。

核心懸掛獨立系統

這是為了抵御地震影響，又能保證空間和功能靈活使用的一種抗震技術。建筑中央部分設置混凝土核心筒，功能房間與核心筒相對獨立。通過安放在核心筒頂部的巨型桁架，吊掛下部的功能房間， 巨型桁架通過地震波隔離彈性裝置，可以靈活移動，在地震波到來時通過阻尼震動抵抗地震影響。

特點：（1）功能空間脫離地面，與地面接觸部分僅有核心筒。核心筒的面積僅有占地面積的1/10， 這樣可以在地面提供更多的活動和休閑空間。 （2）最大程度的空間靈活使用。巨型桁架的吊裝構造，使得功能空間可以不再需要梁柱構造，令空間運用更加靈活。 （3）極好的地震安全性。可以根據不同的建筑體量，通過調整頂端地震波隔離彈性裝置的數量和位置，達到極好的抗震效果，滿足最大程度的建筑安全性。

北美民居

位于北美的美國和加拿大，都是森林廣闊、木材資源比較豐富的國家，因此，在美國和加拿大的房屋建筑中，有大批優質木材可供使用。

縱觀美國和加拿大民居，大部分家庭都是3～4層的木制別墅戶型。他們在木結構的墻體外面，用很薄的黏土磚或者規整的石塊、瓦楞板進行護砌。它的主要作用是保護木墻免受風雨的侵襲并抗震。絕大多數木房子的屋面采用多層仿瓦片及雙層油氈。這種油氈不僅重量很輕，防水效果好，對地基和墻體的壓力相對較小，提高了房屋的穩定性，并且造價低，可使用10年以上。

美國人建房很重視基礎處理，無論是木質結構的多層公寓，還是只有1層的木結構民房，都使用現澆的整板鋼筋混凝土地基。他們普遍推行輕質材料搭建普通民房，用輕鋼結構輔以木材來構建房屋框架。盡管地震、臺風甚至龍卷風不斷，但傷亡的比例很低。此外，輕質材料建造民房，客觀上要求實行國家統一集約化生產，可以降低建筑成本，便于房屋的維修，減少挖土、采石、伐木對環境的破壞。

加拿大一般的矮層民房都采用木框架輕質材料，外墻青磚是后貼上去的裝飾墻，看上去像搭積木很簡約，但是內部卻異常承重，有很好的抗震效果。由于材料是輕鋼，結構是結實的木頭，因此，地震以后不會坍塌成一片廢墟，給生命留出時間。