“抗震神器”用上火箭技術 可抵消80%的地震能量

這種新型的隔震支座是在上部結構與地基之間增加隔震層，安裝橡膠隔震支座，實現與地面的軟連接，通過這樣的技術，可以把地震80%左右的能量抵消掉。這樣的抗震技術靈感來自于研發火箭固體發動機的設計師。

9月，陜西省渭南市的一群孩子，走進了剛剛竣工的大荔縣實驗小學洛濱校區。新老師、新同學，以及三棟嶄新的教學樓讓他們頗感新鮮。但他們不知道，每棟教學樓下，都安裝了源于航天技術的隔震支座，能在地震時抵消80%左右的能量，保護他們的生命安全。

我國是世界上多地震的國家，也是蒙受地震災害最為深重的國家之一。地震給人類帶來的災難大多是由于建筑物的倒塌所致，因此，對各種建筑物進行抗震設防，使其在地震中不損壞、不倒塌，是避免人員傷亡的關鍵。

目前，地震精確預測仍是世界難題，但航天科技集團公司四院41所的科技人員，卻借助火箭發動機技術研發了這款“抗震神器”，能有效減少地震造成的生命財產損失。

地震中的“雜技演員”

來到洛濱校區新教學樓底部可以看到，30個隔震支座以6米為間距呈網狀分布，支撐著教學樓。

41所固體火箭發動機首席專家尤軍峰介紹說，傳統抗震技術是借助鋼筋混凝土，把上部結構和基礎牢固地連接在一起。但這樣一來，地震能量會經過基礎傳輸到上部結構，使其發生振動和變形。當受力超過結構強度時，建筑便會被破壞。“地震波最厲害的就是橫波。”他說，“當地面橫向擺動時，建筑可能會瞬間倒塌。”

隔震技術是在不改變原建筑設計方案的前提下，在建筑物上部結構與基礎之間安裝支座作為隔震層。隔震支座豎向剛度和承載力很大，水平剛度卻很小，且具有很強的水平變形能力。同時它還具有恰當的阻尼和穩定的彈性復位功能。當地震來臨時，它就像腳踩滾筒、頭頂大缸的雜技演員，腳下跟隨橫波來回擺動，頂部卻穩穩地托舉著建筑物，能有效降低建筑物上部結構加速度反應而導致的變形，避免同頻共振帶來的破壞。如此減隔震體系，能實現建筑結構自身、非結構構件和建筑物內部設施“三重保護”，確保震后建筑物無需修復即可繼續使用。

航天人的材料配方

在西安市郊一座工廠里，煉膠師正對煉好的橡膠像揉面一樣反復擠壓。這種橡膠的延伸率為600%，材質達到了航天級橡膠的要求。反復擠壓則是為了讓橡膠里的配方充分融合。

隔震支座正是由35片厚度3毫米的橡膠與35張特種鋼板交替疊合，黏結而成的。41所將固體火箭發動機噴管柔性擺動技術和工藝用于其中。

尤軍峰介紹說，隔震支座的工作原理與火箭柔性噴管很接近。既要有足夠的支撐力能扛起上面的建筑，又要有足夠的彈性和抗拉力，保證不會被拉斷。

其所用的橡膠配方是航天人的得意之作。尤軍峰說，固體火箭或導彈裝備一放就是10年甚至更久，對橡膠材料要求很高，老化、變硬或性能改變都不行。

因此，用這種橡膠制成的隔震支座，壽命能與建筑一樣長，如果沒發生地震就不用更換。

在隔震支座研制中，四院耗時兩年多，在設計方法、超強抗老化高性能橡膠、高強度黏接劑、成型工藝、過程控制和產品性能等方面開展了大量研究。產品通過了華中科技大學的型式檢驗，技術達到國內先進水平。

將為千家萬戶打造“安全島”

憑借有效的隔震減災效果和較低的成本，隔震技術得到了國際上的認可。特別是在新西蘭、日本、美國等，相關研究開展較早，技術水平較高。有數據顯示，在目前新建的房屋及房屋改造中，該技術在美國、意大利等國家的使用率達到10%以上，在日本甚至超過了50%。

在我國，隔震技術起步較晚，但逐漸受到重視。目前國內建有隔震建筑3000多幢，比2005年統計數量翻了一番，其中云南省的隔震建筑面積約占全國一半左右。2008年汶川大地震后，包括雅安的蘆山縣、寶興縣在內，四川省超過50個災后重建項目都使用了隔震技術。

從2014年起，國家住房與城鄉建設部發文指出，各省、自治區住房與城鄉建設廳需有序推進減隔震技術的應用，確保工程質量。隨后甘肅、新疆、青海等地震高烈度地區對使用隔震技術做了強制規定，凡是位于抗震設防烈度8度及以上的地震高烈度地區及地震災后重建的4層至12層學校教學樓、學生宿舍、醫院醫療用房、幼兒園、機場等人員密集公共建筑，必須采用基礎隔震技術進行設計。據統計，目前我國約70億平方米的在建建筑面積需使用隔震設備，未來，該類產品將在公路、橋梁、船舶和核電設施等領域發揮重要作用，更將為千家萬戶打造地震中的“安全島”。