新型抗震技术可让建筑物沿地面任意滑动

来源：中国企业报　　　　　时间：2008/5/20 15:58:06　　　　　

    “只要不是天崩地裂，这种技术能够让建筑物抵御7级以上的大地震。”在北京万寿路附近的一栋写字楼里，陆建衡对记者说。作为北京泰中抗震技术实施有限公司董事长，陆建衡也是“抗震低层楼房加层结构”、“建筑物消震减震装置”、“高层建筑隔震消能装置”等抗震技术的发明人。

　　建筑专家指出，如果说地震是群灾之首，那么抗震能力弱的建筑物则是最大的帮凶，这一事实已经在唐山大地震得到验证。可见，加强建筑物防震抗震设计和施工成为建筑领域亟须考虑和解决的问题。

　　其实，针对建筑物的抗震，我国建筑工程师一直没有停止探索的步伐。早在1985年，陆建衡就发明了世界上首创的建筑物抗震技术，并在中﹑美﹑英三国获得了发明专利。

　　以柔克刚

　　在陆建衡的技术体系中，最重要的就是建筑物的防震。

　　据了解，目前世界各国采用建筑的方法，绝大多数都是插入式整体结构，这种结构是以吸收地震能量为主。即将建筑物的基础和上部结构设计为绝对不可分割的整体插入地球。陆建衡介绍道：“过去我们的抗震设计原理是将整个建筑上部结构与基础设计为不可分割的一部分，插入地球，由此接受地震的打击就是硬抗式的打击，换句话叫做死抗。地震对建筑物有冲击，建筑物就必须死抗，如果抗不住，那就是处于毁灭状态。”

　　在这种情况下，人们为了增强建筑物的抗震能力，通常加强钢筋水泥的强度。但是这样仍然不能解决问题。如何从根本上克服这种“硬碰硬”的抗震方式？这成为陆建衡过去经常冥思苦想的一个问题。

　　作为多年从事桥梁建筑的工程师，陆建衡发现，火车在经过桥面时，会对桥面产生水平冲击力。如果桥面与桥墩直接连接，那么这个冲击力将直接传递给桥墩。天长日久，就会对桥墩产生严重破坏。所以，桥梁专家在桥面与桥墩之间安装了一个可以滑动的减震装置，来解决火车运动对桥墩产生的冲击。受此启发，陆建衡脑中诞生了一个变硬抗震为软抗震的思路。

　　“如果把火车冲击力视为地震冲击力，把桥墩视作建筑物，既然火车压迫桥墩的时候冲击力传递不下去，那么如果采取软抗震技术，地震对建筑物的冲击力同样也不会传递下去。从力学上分析，是因为没有传递通道，这个传递通道被切断了。”

　　仿效铁路桥的结构，陆建衡在建筑物的地基与立柱之间安装了一个隔震装置。这个装置在地震波的冲击下，也是可以滑动的。这样，地震通过地基打击上部建筑的通道就完全被切断了。同时，还在建筑的外围加装了一些具有很大弹性的消震装置，这些装置可以跟随地震波的振动而伸缩，把地震波挡在建筑地基以外。

　　陆建衡发明的实用抗震装置作用不可小觑。“建筑物抗震减震装置”、“建筑物消震装置”和“高层建筑隔震消能装置”这些看似简单的铁家伙，在陆建衡看来是无价之宝。

　　这些装置完全改变了传统的插入式钢箍捆住地震内力的建筑结构体系，将建筑物的整体有机的隔离成两个受力体系，这样地震破坏力的传递媒介改变了，由直接传递转化为间接传递，这就大大减少地震对上部结构的冲击。同时，上部结构对基础的作用力也大大减小。

　　新技术设计依据的是以柔克刚的动态平衡原理，以柔克刚，才能达到建筑物在地震冲击中的动态平衡。

　　据陆建衡介绍，实际上隔震减震在很早以前就提出来了。最早是在苏联，当时他们用的是“沙垫层”，但局限性是在高层建筑物中，沙的承载力不够，抗震作用就会大大减弱，而且相对的投资成本也很高。其他措施还有在建筑中加入抗震装置，比如美国的一些建筑就是采用加入橡胶作为抗震装置，这样可以增加建筑的韧性，但是这种方式在大的地震面前无法阻挡来自地球强大的震动力，反之，加上橡胶会使建筑物晃动得更加强烈。

　　而陆建衡的技术核心克服了桥梁只能在两个方向滑动的局限性，还克服了以上抗震方法存在的局限性。针对地震的方向不定性，可以保证建筑物在任何方向都能够滑动，而且还能降低地震对建筑体的作用力。

　　陆建衡的抗震技术可以在不影响旧建筑物的情况下使用，也可以在不用搬迁的情况下进行，比常规抗震更加安全，还节省40%左右的投资；用于新建筑中，比常规设计节省20%左右，并能完全达到地震设防要求。

　　据了解，该专利技术已经成功应用于中央党校、国务院二招等旧建筑的加高和消震减震工程中。这项创新科技经评审已被列为北京市重大科技成果推广计划，建设部也将其列为首批推广应用技术并公告向全国推广。

    孕育建筑新标准

　　在常人眼里，陆建衡的抗震理念是很出格的。他提出了与现行力学体系相反的一套理论，引起了社会各界的很大争议。

　　他大胆的将过去传统的对抗地震内力的插入式硬抗（死抗）地震内力结构体系，改变为适应地震内力的分离式释放地震内力的结构体系，并指出和纠正了现行建筑抗震结构存在的严重问题，从而从根本上解决了建筑物抵抗地震灾害的结构设计和结构动力平衡的力学理论。

　　但是这项利国利民的技术发明当前没有得到广泛应用。陆建衡表示，推广的关键症结在于传统的建筑理念根深蒂固。这给推广带来很大的阻力和困难。

　　这个出格的建筑专家对自己的评价是：“我是个倔强的人，我认为作为一个有责任感的科学探索者，首先是要敢于质疑权威；其次是有资本和权威人物对话；最后是当处在被否定、围剿的逆境下，能够保持昂扬的斗志和乐观的心态。”科学的发展在于不断地探索过程中，人类如果过多地放大权威的力量，社会就只能停滞不前。

     他表示，几百年来，人类所推行的静态（加大刚度）的建筑结构体系，违背了地球地震的客观规律。因此，给人类自己造成了巨大的灾难。人类为了在地球上更好的生存和发展下去，就得从根本上解决适应地球地震客观规律的建筑结构体系。因此，一种与地震力相适应的“释放地震内力的建筑结构动态平衡体系”的动态平衡力学理论的建立，并制定新的建筑结构释放地震冲击波的设计标准（再也不是对抗的标准），将是人类抗震技术发展的方向和目标。

　　他曾经指出了建筑结构方面存在的三个突出的错误问题：插入式整体建筑结构在地震时，将地震破坏力直接传递给上部结构，通常都在基础与上部结构的交面上，破坏的形式是剪切破坏，而整个建筑物不是倒塌就是倾斜；现行建筑结构的抗震设计，将地震破坏力简化并规定为在建筑物上部结构中的水平运动力，对建筑物的水平作用力与反作用力的硬抗平衡，这一规定实质上存在着严重的问题；现行建筑结构抗震桩基设计与地震场地效应的严重问题。

　　针对建筑抗震标准的问题，陆建衡介绍说，目前许多国家在高层建筑的抗震设计方案中，已经出现了新的结构，如：美国纽约的42层高层建筑物，建在与基础分离的98个橡胶弹簧上，日本的建在弧型钢条上防地震建筑物，前苏联的建在与基础分离的沙垫层上的建筑物等都反映了现行抗震硬抗、死抗地震打击设计规范的动摇，本质上也是改变了建筑结构受力体系，而不在视地球为绝对静止不动的惯性参考系了。

　　据悉，中国的建筑物抗震研究起步于上世纪70年代。从1974年发布第一版《建筑物抗震设计规范》至今，国家已先后制定发布了三版规范。但在地震面前，旧的建筑标准已经暴露出很大的局限性，因此他主张将这种减震抗震技术纳入建筑标准体系中。

　　用人工释放地震能量

　　不仅在建筑上“出格”，陆建衡又提出了一个更加“出格”的想法。

　　他表示，尽管抗震技术很先进了，但是从另外一个角度上来讲，人们还是在躲避地震。这种躲避是很消极的。汶川地震又一次给人类敲响警钟。他提出“地震能治理了”！这对大多数人来讲似乎有点“异想天开”。

　　众所周知，地震是地球内力在地球薄弱的地方释放出来。地球是一个动态体，通过这些内力的释放来达到它本身的动态平衡，这本身就是地球的客观自然规律之一。在地球内部不断循环下去，形成了地球生态平衡的必然规律。可是反映到表面上的时候就是灾难。

　　陆建衡认为，既然是自然规律，那么人类就可以能动地适应自然规律，实现“和谐”共处。人类要掌握地震的规律，能动的改造它，可以通过人为的力量，将其内部的力量释放出来，而不是让地热以火山或地震的形式爆发出来。如果人类像给病人治病一样，给地球“打针”，将其内力释放出来，就不会有地震发生了，而释放出来的热量人类也可以加以利用。

　　按照陆建衡的设想，具体的实施方法是，在所有的地震带上，开出释放口，完全经过计算机控制，每隔几年释放一次。即将无规律的爆发变为有规律的释放。如此，汶川大地震这样的灾难就再不会有了，人类也将不会再有对地震的恐慌。

　　陆建衡表示，“这种控制地震的方法在技术上完全能够做到，目前也已经获得了专利权。但是，从实施上来讲，还是有困难的，因为这是一个相当大的工程，需要国家的支持，还有全世界的共同努力。”

　　目前，这一名为“地震控制方法”的国家专利还停留在设想阶段。

责任编辑：贾永青

【字号大中小】【打印】【关闭】

推广：抗震技术, 新型, 建筑物, ,

CENN 瞭望台