在地震中活命：你不知道的9种房屋抗震科技！

地震频发

地震频率到底有多高？

以下为中国地震台网中心测定的近一周地震统计

地震分级

震级是表征地震强弱的量度，是划分震源放出的能量大小的等级。单位是“里氏”，通常用字母M表示，它与地震所释放的能量有关。

释放能量越大，地震震级也越大。震级每相差1.0级，能量相差大约32倍；每相差2.0级，能量相差约1000倍。

1. 小于1级的地震：超微震

2. M≥1级，小于3级的称为弱震或微震

如果震源不是很浅，这种地震人们一般不易觉察。

3. M≥3级，小于4.5级的称为有感地震

这种地震人们能够感觉到，但一般不会造成破坏。

4. M≥4.5级，小于6级的称为中强震（如9·7彝良地震）

属于可造成破坏的地震，但破坏轻重还与震源深度、震中距等多种因素有关。

5. M≥6级，小于7级的称为强震（如8·3鲁甸地震，2·6高雄地震）。

6. M≥7级，小于8级的称为大地震

（如8.8九寨沟地震，4·14玉树地震，4.20雅安地震，7.18俄罗斯堪察加半岛地震）。

7. 8级以及8级以上的称为巨大地震

（如5·12汶川地震，3·11日本地震）。

建筑抗震，安全保障

像地震这样的天灾总会降临在人们的头上，成功预测和有效抵御它们，成为天文和地理学家、工程师奋斗终生的目标。然而，在现实中，再强大的地震预测机制也很难打出足够的提前量，让受灾地区人民提前撤离。

全球城镇化不断发展，人口高密度集中，建筑抗震成为重要的生命安全保障。

建筑工程师们研发出了许许多多种增强建筑物强度，或提高其耐受能力的技术，当中许多你可能从来没见过，甚至没想象过会出现。今天，就来看看世界上最厉害的 9 种建筑物抗震科技吧！

1悬浮结构

绝大多数建筑物都不是你所见到的样子，为了稳固，在表面之下还有地基以及利用地基建设的地下室。然而，地基/地表建筑一体化的结构在抗震方面并不理想，当发生足够强大的地震时，地基被挤压和振动造成的形变足以对地表以上的建筑带来灾难性的破坏。

一种充满创造力的新结构——悬浮结构：将地表建筑和地基分离开来，中间加上由培林（bearing）组成的「悬浮层」，当地震袭来时，地基发生的剧烈晃动对地表建筑造成的影响将被极大地减小。

地震多发国家日本的工程师更加时髦：建筑的传感器感知到地震波，在半秒钟内启动一个压缩装置，将地表建筑和地基之间的充满高压气体，让建筑物真的「浮」在地基之上。地震结束后，压缩装置开始泄压，房屋又能恢复到原来的地基结构之上——没人受伤，地表房屋也没有遭到破坏，皆大欢喜。

2 减震器

你最熟悉的减震器在汽车里：简单来说，这是一套由弹簧和液压系统组成的结构，能够将汽车行驶当中产生的震动吸收转化，从而让驾驶和乘坐汽车的人感觉舒服一点。如果没有减震器，那么当你开车路过减速坎的时候可要小心点了，因为每一道坎都足以让你的脑袋顶穿车顶棚……

建筑工程师将减震器应用到了建筑当中。和汽车当中大部分垂直放置的减震器不同，建筑物当中的减震器水平或倾斜放置在每一楼层当中，当地震发生时建筑物的扭动使得楼层之间产生水平方向的动能，而减震器将动能的一部分呢吸收转化为热能，从而降低了这种动能对建筑物带来的撕裂效应。

3阻尼器

你去过台北 101 大楼吗？如果去过的话，那你一定对楼顶金色大球印象深刻吧？101 大楼还推出过以这个大圆球为原型的吉祥物「Damper Baby」。其实，大圆球是 101 大楼的「定楼神球」——风阻尼器，学名叫做 Tuned Mass Damper（调谐质量阻尼器）。

对于 101 这样的摩天塔状大楼来说，不需要地震，当风力达到足够大时就足以对建筑物产生形变，使得居于其中的人感觉到「震感」。

而大圆球被放置在楼顶，当外力作用于建筑物的时候，建筑物的摆动产生的能量会被传导至大圆球，而大圆球的质量刚刚好可以在建筑物整体摆动时，由于惯性的作用向相反方向摆动，从而中和建筑物的形变。

是不是很好玩？

4可更换钢连梁「保险丝」

大多数人的生活中可能只见过空气开关了——还记得以前的保险丝吗？

保险丝可以承受一定程度的电流，而当电流强度超过额定情况时，保险丝就会熔断，从而将整个电路切断，保护电器进而保护人身安全。

工程师将保险丝的逻辑应用到了建筑当中。钢架结构建筑物由于金属的特性本身具有一定的弹性，从而可以吸收一定程度的震动能量。除了钢结构之外，建筑工程师还将在整个建筑物从头到脚用垂直的可更换钢缆「缠紧」。这些钢缆就像皮筋一样，可以将整个结构受力。当地震发生时，钢缆可以吸收相当大一部分的动能，保持建筑物的结构端正。

一旦受力过高，钢缆会向保险丝一样崩断，将能量释放给钢结构以及其他的钢缆。就像保险丝一样，钢缆是可替换的——勒紧自己，保卫生命！

5摇摆墙

高科技往往意味着高造价。对于抗震要求不太高的建筑物来说，在有限的造价内实现足够的抗震等级，建筑师往往会采用 core-wall（核心墙）技术：在建筑物的中心位置（通常是电梯井的四周）砌筑强化钢筋混凝土墙。

摇摆墙则是在核心墙上继续加装前面提到的一些弹性强化装置，比如可调节的钢筋等。结果就是在较低的造价上实现了建筑的核心结构具有足够的震动耐受性。

6形状记忆合金

建筑当中主要采用两种材料：（钢筋）混凝土和钢铁，因为他们的坚固性较高。但是，抗击地震不仅需要坚固性，还需要耐受力。耐受力高的材质在地震发生时可以产生形变而吸收地震的动能，同时将动能转化为其他形式的能量。而一旦动能太过强大，材质的形变程度超过其可耐受的程度，就会直接断裂、破碎。

人类社会最早使用极为粘土结构建造房屋，后来他们不满足于简单的粘土结构，开始使用木头；还不满意，有了砖木混合；还不满意，有了混凝土；依然不满意，有了钢筋混凝土；仍然不满意，有了纯钢架结构。但即便是最为坚固的钢架结构依然会有耐受力不足的情况。于是，材料科学家和建筑工程师开始考虑使用一种更为强大的材质：形状记忆合金（Shape Memory Alloys）。

由镍和钛组成的镍钛记忆合金可以比现有的建筑用钢在弹性上提升 30% 的水平。当一次足够灾难性的地震发生，连钢架都因为强大的动能被撕裂的时候，形状记忆合金和钢筋混凝土建成的建筑物依然坚挺。这种合金在被人们形象地成为「智能合金」。

它就像你的记忆枕一样，可以在你躺下的时候用最合适的姿势承受脑袋的质量，在你起床的时候回复原来的形状。形状记忆合金用在建筑上并不一定能回复到 100% 原模原样，但至少建筑里的人没事，财产受到的影响不大，足够伟大了。

矫过牙吗？镍钛记忆合金就是你钢牙里的那条金属线

7碳纤维加固改造

在许多大地震中，人员伤亡和财产损失是一方面，许多历史遗产建筑遭受的损失更是无法估量。

保护这些年久失修的古建筑，提升其抗震性，可能远比修建新的抗震建筑在过去重要，我们该怎样提升这些在建设过程中没有考虑抗震性能的建筑？

工程师们用碳纤维和尼龙、聚酯、乙烯基质等化纤材质的线缆缴合在一起，捆绑在建筑物的承重结构上，比如桥梁的桥墩，建筑物的承重墙，从而用较低的成本实现对非抗震结构建筑物的抗震加固改造。这种方式叫做 FRP——Fiber-Reinforced Plastic wrap。研究显示，经过这种方式进行多次加固的建筑物抗震能力能够获得 20-40% 的提升。

8纸板

相对较复杂的多层纸板结构极为坚固——这其实并不需要科学家去研究，把你家买电器产品留下的纸板箱多折几层就能发现了。

日本建筑师坂茂将纸板卷成筒，刷上用作密封、粘合和防水保温的有机高分子材料聚氨酯，当做建筑物的主要框架材料。2011 年 2 月新西兰百年大教堂因地震倒塌，夺走了近 200 条人命。现在，原址上拔地而起的新大教堂就是用上面描述的这种纸板筒结构，加上加固用的木梁建成的。

纸板结构非常坚固，兼具弹性，质量极轻。用这种材质结构建造的建筑，抗震性能较好；一旦倒塌，也比传统的混凝土/钢架结构建筑对人员和财产造成的损害小到不知道哪儿去了……

9星河绿色装配式房屋

四川星河建材采用新型秸秆建材建成的星河绿色装配式建筑，建筑过程一无钢筋、二无水泥、三无砖、四无梁、五无柱、六无石材、七无构件，在改变传统建筑模式深根胖柱的同时，具有更突出的抗震性能。

秸秆建材自重轻、强度高、承重好，能承受地震高烈度作用，建成建筑自重仅有传统建筑的1/3；星河绿色装配式建筑工程经历2008年汶川8.0级大地震屹立不倒，以下为星河绿色装配式建筑工程拍摄于8.0级大地震后的照片：

（位于8.0级震中的火锅店）

全球的建筑抗震技术不断进步，力图减少地震灾害造成的伤亡和损失。历经二十多年的发展，星河建材带来一种更易推广、更少成本的高质量抗震建筑——星河绿色装配式建筑，安全、生态、高效！

《当今奇人周兴和》一书，目前已被收藏于中国当代作家图书珍藏馆、北京中国作家图书收藏馆、北京图书馆、北京外国语大学图书馆、湖南大学图书馆、重庆图书馆、江津图书馆、江津聂帅陈列馆、重庆渝州大学图书馆、重庆理工大学图书馆、重庆大学图书馆、重庆文理学院、北京师范大学图书馆、中国科学院成都分院图书馆、重庆三峡博物馆、重庆巴渝文化会馆、中国三线建设历史陈列馆、成都大邑三线建设陈列馆、江津文创中心、江津陈独秀旧居、江津中学图书馆、江津尚融学校图书馆、四川作家图书收藏馆、巴蜀文化博物馆……

2021年9月5日，《廉政内参》第4期的第38页“人民心声”栏目刊登标题“我国建筑和建材领域一场颠覆性的革命”，其中第三节（第42页）小标题“愿星河新型材料的伟大发明得到国家大力推广，造福人类”的第七行摘要：“在当今中国，利用自己研发的高新科技成果走向世界的有两个人和两个项目：一个是袁隆平先生和他的杂交水稻，正在解决人们的吃饭问题；一个是周兴和先生和他的秸秆建材，正在解决人们的住房问题”。合乎科技兴国的伟大战略。