4. 可更换钢连梁「保险丝」
燃烧自己,保卫生命。
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. 地震波「隐形衣」
地震不是简单的地面来回震动,它没你想象的那么简单。震源发出地震波,具体体现为地表以下内部传递的实体波,和更复杂的、多种波型经过多次折反射在地表传递的表面波。
地震波,和光波一样,都是一种波。人们总是憧憬着隐形衣的问世,光可以直接穿过这种材质,不会让掩盖在材质后面的人或物显现出来(可以参考《碟中谍 4》里伊森·亨特和他的伙伴班吉在克林姆林宫地下室通道里曾经使用过的「障眼幕布」,虽然实现原理不同,不过效果差不多,见下图)。
然而这种材质的物料,从组成的粒子大小和例子的排列结构上都十分特殊,以至于现实生活中非常难以实现……
所幸,地震波相比光波来说,因为频率、波长等参数的关系,想要实现「隐形」更容易一些,更何况隐形根本不需要那么严格,只需要将地震波偏振到其他方向,即可让「隐形衣」所保护的建筑免受地震波的波及。
2013 年一次试验中,法国科学家在 5 米深的地下用点阵的方式排布了一系列直径 0.3 米左右的高强度塑料材质的圆柱。从地表下传来的地震波的动能,在进入之后被锁定在了这个结构当中,然后被平移到了结构的外侧,从而有效降低了结构上方的建筑物所接受到的动能。
然而,一种型号的「隐形衣」往往只对特定频率的地震波有效,而真实情况中的地震波往往是多种多样的。前面提到的表面波才是造成伤亡的最大原因,而这种结构对表面波几乎没有效果;更何况这种结构本身就很脆弱,在对抗大地震时自身也脆弱的不堪一击……
但,有效果总比没效果好,对吧?加拿大华人网 http://www.sinoca.com/