美国科学家开展医院建筑隔震措施的振动台试验（图）

近日，加利福尼亚大学圣地亚哥分校对一栋装配有医疗设备和电子设备的五层建筑展开了人造地震试验。

这栋建筑模型建立在一个巨大的振动台上，从而可以模拟其遭遇地震的情形。

这个试验的主要目的是用来检验橡胶隔震滚轴（橡胶隔震支座的一种）能否保护医院等生命线建筑在遭遇强烈地震之后，依然能够正常使用。

隔震，是通过某种隔震装置将地震动（由地震波传播而引起的地面震动）与结构隔开，以减小结构振动的目的。目前主要的隔震方法有基底隔震和悬挂隔震等类型。基底隔震的基本思想是在结构物地面以上部分的底部设置隔震层，使之与固结于地基中的基础顶面分离开，从而限制地震动向结构物的传递。大量试验研究工作表明：合理的结构隔震设计一般可使结构的水平地震加速度反应降低60%左右，从而可以有效地减轻结构的地震破坏，提高结构物的地震安全性。利用橡胶滚轴或者橡胶支座作为隔震措施，在日本经常使用。

本次试验一共耗资500万美元，其意义在于探索如何保证剧烈地震之后，重要的建筑物例如医院、数据中心等依然可以正常使用。这也是美国第一次针对隔震滚轴进行1:1的建筑整体振动台试验。

据加利福尼亚大学圣地亚哥分校的Tara Hutchinson教授介绍，隔震滚轴的作用就像溜冰鞋，能够使得建筑与地震动分隔开。

她说，目前大部分的研究都侧重于建筑物遭遇地震之后的完整性，而针对地震之后，建筑物内部的重要构件例如楼梯、电梯等是否能够正常使用的研究相对较少。

这次试验所建造的建筑物内部装备了一个外科手术室和一个重症监护室，一些计算机服务器以及其他的电子设备。当然，也包括楼梯和电梯。该建筑高度为24米，采用了预制混凝土外墙，并且进行了一些常见的装饰装修。此外，在房顶上还安装了水塔以及中央空调设备。

今年四月初，试验开始第一次加载，通过振动台分别模拟了1994年洛杉矶北岭发生的里氏6.7级地震和2010年智利发生里氏8.8级地震。

通过这次试验，工程师发现橡胶隔震滚轴（基底隔震支座）有效地保护了建筑物免受地震引起的水平运动（这种水平运动是实际地震中对建筑物造成损伤的主要因素）的损害，保证了楼梯、电梯、医疗器械和其他设备的完好。当然，有一些装饰性材料在试验中发生了破坏。

Hutchinson教授说：“我们发现建筑内部的设备和重要构件在经历人造地震之后仍然正常工作。如果这些设备是用来保障人员生存的生命线系统，那么这些橡胶隔震滚轴就等同于拯救了许多生命。”

目前，工程师已经将建筑物底部的橡胶隔震滚轴拆除，在未来的几个星期里，Hutchinson教授将再次对该建筑物施加人工地震，从而能够对比没有橡胶隔震滚轴和安装橡胶隔震滚轴对遭遇地震的建筑物的损伤的差异。