当平台开始剧烈扭动时，所有人都将注意力集中在矗立于平台上方的17层建筑模型上。这是在昆明理工大学进行的一场隔震建筑地震模拟振动台实验，随着现场工程师不断增加地震加速度值，平台前后移动的幅度也不断增强，此时，平台上的模型并没有出现倒塌或倾斜迹象。而当工程师在最后一刻输入高达0.61g的最大地震加速度峰值后，平台来回摇晃的幅度已经让现场围观的人不由自主地后退，令人惊叹的是，平台上这个高7.6米的建筑模型最终还是出色地挺过了这次地震模拟振动台实验。

　　“这要多亏了在模型底部的6个隔震垫。”昆明理工大学工程抗震技术研究中心主任白羽说，正是采用了最先进的隔震技术，才确保模型在如此动荡的环境下依然屹立不倒。让白羽更加兴奋的是，此次试验意味着在模拟地震的情况下国内最高的隔震建筑成功进行了抵御，这将对未来的隔震技术起到巨大的推动作用。

　　“目前，我们正在研究一项新的隔振技术——滑移摆隔震技术，就像把房子建在‘冰面’上，当地震来袭时，建筑就在‘冰面’上水平滑动，在建筑里的人只会感觉来回移动，而不会感觉到强烈的摇摆。”

　　未来要将房子建在“冰面上” 把模拟地震搬进室内

　　做一次地震模拟振动台实验并不是一件简单的事情，单是调整振动台设备参数就要5个小时，而为了准备模拟地震时需要的建筑模型则需要长达3个月的时间。

　　“之所以如此费力地准备这次实验，目的就是为了测试在高层建筑中隔振技术所发挥的作用。”研究中心工程师赖正聪说，如果实验成功的话，将为高层建筑抵御地震灾害带来巨大的福音。

　　隔震，一直以来都是全世界减轻地震灾害最有效的手段之一。赖正聪介绍，这是一种新型的建筑结构耐震形式，基本原理是通过在房屋的某层柱顶设置隔震垫，阻止地震作用向上传递，从而达到减弱结构地震反映的效果。在过去，人们检验隔震技术只有一种方式，就是在建筑即将竣工的时候在现场模拟地震发出的冲击波，通过观察建筑的反应来检测隔振的效果。这样的方式不仅具有局限性，而且投入巨大。

　　巧合的是，今年3月份在昆明理工大学落成的地震模拟振动台设备，为这次模拟实验提供了可能性，“有了地震模拟振动台，我们就可以将实验搬进室内进行”。

　　地震模拟振动台究竟长什么样？在昆明理工大学建筑工程学院实验室里，记者看到了其庐山真面目。这是一个由油源间、作动器、台面、控制系统4个部分组成的装置，其中主体部分是一个达16平方米的台面，台面四周各有一个作动器，犹如4只强劲有力的胳膊，它们分别从东南西北4个方向对台面进行推动，在受力的情况下，台面会根据速度的不同开始不同程度的摇晃，扭转时既有X向，也有Y向，还可以四周扭转。

　　赖正聪介绍，可别看这个台面不大，但至少能承受20吨以上的重量，可以对20吨的建筑模型施加1g的加速度，并能进行数据采集和分析等。“当振动台启动之后，台面上就像是正在经历一场地震，模拟地震的强度还可以随着电脑上的参数不断变化。”通常情况下，工程师们先让振动台从“小震”开始，此时的台面开始摇晃起来，不过速度比较慢。随后更强烈的“地震波”来袭，台面逐渐加速摇晃，如果人站在台面上的话很难站稳，这时振动台达到了“中震”程度；最后，振动台使出了杀手锏开始剧烈地“大震”，这相当于我国抗震设防烈度9度区对应的地震水平。

　　“事实上，模拟地震不是目的，我们主要是通过振动台还原地震场景来考验建筑物的抗震能力。”赖正聪说，比如哪一幢高楼在开建前要测试抗震性能，可以根据相应的比例来做一个逼真的建筑模型，然后放到振动台面上，打开操作系统即可测试该建筑物的抗震性能。很快，工程师们就将这一想法付诸实践，并以玉溪公租房建设项目的一栋高90.35米，地上31层的建筑作为抗震对象进行测试。

　　之所以选择这栋公租房建筑，是因为该建筑采用钢筋混凝土剪力墙结构，同时融入了最先进的隔震技术。白羽说：“从理论上看，该建筑应该达到了国家抗震的设防标准。同时，此次实验更重要的目标是为了检测建筑的隔震效果如何。”这栋建筑的高度接近100米，也是国内模拟地震实验中最高的隔震建筑。

　　接下来，工程师们基于质量、刚度等效的原则，按照模1：12.5的型缩尺比例，将建筑原型结构简化成17层的模型结构。经过长达3个月的准备之后，一栋高7.576米，总重量22吨的建筑模型最终呈现出来。走进实验室，矗立在振动台上的白色模型建筑就是此次实验的对象，从外观来看模型又高又细，让人心里捏了一把汗。

　　实验的最后一个准备工作，就是要给模型安装隔振设备。“此次实验的最终目的就是为了检测建筑的隔振技术是否有效果，因此这个步骤十分关键。”赖正聪说，工程师对模型局部的剪力墙、洞口进行归并和调整，并对简化后的结构进行有限元校核计算，并将原型结构中28个直径1000mm、1100mm的隔震橡胶支座缩尺成6个直径200mm的隔震橡胶支座，“这6个隔震橡胶支座，正好浓缩了模型最关键的隔振技术”。

　　一切准备就绪之后，工程师按下了振动台的启动按钮。根据事先的安排，试验选用一组人工模拟地震和两组强震记录，两组强震记录分别是1940美国帝国谷地震EL Centro site强震记录和1952年Hollywood Storage P.E强震记录。“我们首先从小震开始进行测试，然后是中震，最后到大震。”在小震和中震的试验中，模型建筑跟着台面来回水平移动，但对于模型本身来说几乎没有发生任何摇晃的情况。此时，可以看到模型底部的6个隔震橡胶支座也在跟着台面发生错位，不过错位的幅度并不大。

　　而当工程师输入了高达0.61g的地震加速度峰值时，此时振动台进入了最关键的“大震”阶段。随着振动台水平移动的幅度不断增加，台面上的模型也出现了左右摇晃的情况。“此时，我们模拟的地震强度已经远远超过了抗震设防烈度8度，测试能否成功就看接下来的几秒钟。”记者也注意到，此时隔震橡胶支座错位的情况也在不断加剧，同时依然保持着水平方向的摇摆。

　　当振动台停下来之后，工程师们心情激动地走到振动台上检查建筑模型。“从外观上看，模型结构基本没有裂纹，模型结构完好。根据实验时录制的慢镜头可以看出，在振动台模拟地震时，模型结构依然保持着基本弹性状态，隔震建筑有着非常优越的抗震性能和地震安全储备。”同时，赖正聪还通过在模型结构顶层、标准层和隔震层均布置的加速度传感器和应变片，共采集了100多份珍贵数据，获取了详实的试验记录，“此次实验为接近100米的高层建筑隔震技术试验研究奠定了基础”。

　　云南超过1000栋建筑采用隔振

　　究竟这次隔震试验的意义有多大？白羽认为可以用里程碑来形容。

　　事实上，自从汶川地震之后，人们对于减轻地震灾害的研究热情达到了前所未有的程度。

　　“大家都知道，地震是人类社会无法避免的一种自然现象，地震造成的人员伤亡和经济损失90%甚至更多源于建筑物倒塌所致。因此，如何让建筑物在地震袭来时屹立不倒，成为了减轻地震灾害最有效的手段之一。”白羽说，在面对地震的时候，建筑抗震的重中之重就是建筑物的结构抗震，就我国的实际情况来说，砌体结构在我国被广泛应用于住宅、办公楼、医院、教学楼等民用建筑和公共建筑，历次地震对建筑物的损害表明，砌体结构整体抗震性能差、易发生脆性破坏，因此才会在地震时发生惨痛的伤亡事件。

　　为了改变这一现状，目前我国大多数建筑砌体结构都采用强柱弱梁的硬性抗震技术，这项技术主要是人为增大柱相对于梁的抗弯能力。同时，人们也在通过其他的技术提高建筑抗震能力，比如与硬性抗震不同的、效果更好的是叠层橡胶垫隔震技术，“目前来看，基础隔震技术是世界地震工程界推广应用较多的成熟的高新技术之一，堪称40年以来来世界地震工程最重要的成果”。

　　在云南，采用隔震技术的建筑也已经司空见惯。据不完全统计，全省有超过1000栋建筑采用隔震技术，随着当前建筑的高度不断增加，隔震技术的使用率也越来越高，“此次我们进行的高层建筑隔震技术试验，采用的技术也正是叠层橡胶垫隔震技术”。

　　在谈到叠层橡胶垫隔震技术的特点时，白羽说，这种技术就是将过去传统的硬抗技术转变为软抗，在建筑物基础柱子上设置一道橡胶垫隔震层，将建筑物的上部结构和基础隔开，“柔性的橡胶垫隔震层可以有效地隔离地面的强烈震动，从而大大减小建筑物结构在地震中的摇晃。加了橡胶垫隔震层的结构可以由剧烈的摆动变为缓慢的平动，整个上部结构基本上处于弹性工作状态，这样可以有效吸收和阻断地震能量向建筑物上部结构的输入，从而减小建筑物上部结构的地震反应，提高建筑物的抗震能力”。

　　经过10年的发展，处于地震多发带的云南已经具备世界上最先进的隔振技术，比如去年投入使用的长水机场，就拥有世界上最大的橡胶垫隔震设备。据了解，在长水机场的最下面，离地面14.2米的地方，就是新机场航站楼隔震的核心所在。在这里，一个个巨大的基墩从地上升起，但它们不像一般的柱子直通地面，而更像是柱子中间被截取的一段，放上汽车轮胎大小的橡胶垫。橡胶隔震垫的构成是一层橡胶一层钢板，地震来时，它能吸收地震能量，大大降低对建筑主体结构的破坏。同时，长水机场航站楼还采用了108个巨型阻尼器，当发生地震时，阻尼器可以最大程度减少机场上部结构在地震中的反应，尤其是扭转反应。

　　“而随着国内最高的隔震建筑隔振实验的成功，表明隔振技术在高层建筑上依然发挥着明显的效果，这为云南应对地震带来的危害是至关重要的。”白羽说。

　　另一个让人好奇的问题是，采用了隔震技术的建筑物到底能够抵御多大的地震破坏呢？是不是我们的建筑真的可以做到金刚不倒？

　　对于这个问题，云南省地震局的相关专家表示，为了减小地震对人类造成的伤害，各国都对建筑的抗震设防等级制定了强制性标准：“我国抗震设计规范根据地震对建筑的破坏程度，规定了最低6度、最高9度的抗震设防等级，每高一度，地震作用力依次翻倍。当烈度低于6度时，建筑一般不会发生破坏；而当烈度高于9度时，由于缺乏可靠的近场地震资料和数据，现在尚不具备列入规范的条件，实际上当高于9度时也不适宜建造供人居住的房屋。”

　　白羽介绍，在云南大部分地区的抗震设防等级为8度，而个别地区的设防等级为9度。“我们常常把抗震设防等级8度以下的地震称之为小震，8度左右的称之为中震，8度以上的称之为大震。按照国家的要求，设防需要达到的目标是‘小震不坏，中震可修，大震不倒’。”而从隔震技术应用于建筑工程的实际效果来看，对于8度及其以上抗震设防区的高于六层建筑，应用隔震技术后，设防烈度可降低2度，从而可以节约投资成本，10000平方米左右的9层建筑仅钢筋就可以节约100多万元的投资；同样按规范设计的建筑，应用隔震技术房屋设防目标高，安全性明显提高；对于高层住宅、办公写字楼、容易产生次生灾害的重要建设工程，应用隔震技术可以大大提高建筑安全性。此外，如果采用了隔震技术，既便遭遇地震高于设防烈度，由于可将地震破坏力降至40%以下，将地震破坏能量降至15%左右，这样可以尽可能保证房屋不倒或不受损坏，从而确保人的生命安全。

　　然而，要想完全阻挡地震对建筑的破坏似乎还是一个遥不可及的梦。众所周知，汶川地区的抗震设防等级为7度，而地震烈度最高达到11度，也就是说，即便是当地建筑抗震设防等级达到了国家规定的最高9度，依然有可能被巨大的地震冲击波瞬间摧毁。不过，工程师们并没有就此放弃。“目前，我们正在研究一项新的隔振技术——滑移摆隔震技术，如果成功的话，我们的建筑可以抵御更高强度的地震冲击波。”赖正聪透露，这项最先进的隔震技术已经进入了实验阶段，基本原理是通过在建筑物结构的底层底面或地下室顶面设置由滑移支座(滑移件)组成的滑移机构隔震层，使房屋的主体结构和基础隔开，以延长整个结构体系的自振周期，增大阻尼。地震时，通过低摩擦系数的滑动支承元件减少地震作用向上传递，从而减小上部结构的水平地震力的作用，有效减轻建筑物遭遇地震时的破坏程度，提高其抗震可靠度。“说白了，我们就是要把房子建在‘冰面’上。当地震来袭时，建筑就像在”冰面“上一样毫无摩擦地水平滑动，在建筑里的人只会感觉来回移动，而不会感觉到强烈的摇摆。”赖正聪说。

　　“按照计划，在接下来的几个月里，我们还将利用地震模拟振动台进行滑移摆隔震技术的实验，如果实验结果理想的话，这将是隔振技术的又一大突破。”白羽说，今后，这个地震模拟振动台还将面向社会开放，比如成为中小学生防震减灾科普教育基地、建筑单位也可以来此检测建筑物的抗震能力。