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新西蘭時間2016年11月14日凌晨00時02分，新西蘭南島發生7.5級大地震，震中位于基督城東北處的漢默斯溫泉Hammers Spring，震源深度15千米，屬于淺源地震（一般淺源地震比深源地震破壞性更強烈）。
新西蘭地質災害網GeoNet測到的最大地震動為0.23倍的重力加速度，相當于北京450年一遇的地震強度，上海2500年一遇的地震強度，對于抗震設防不是很高的地區，這已然是千年一遇的大地震。
地震如此之大，到目前為止報道的遇難人數僅為兩人，其中有一人是心臟病突發死亡，這不禁讓我們感覺新西蘭房屋的堅固。當然，人口較少是少傷亡的一個重要原因，不過這么低的死亡率著實讓世界震驚，大家一致認為新西蘭是個抗震的國家。那么，新西蘭的房子是怎么設計的呢？
現在全世界最流行的抗震設計方法叫做“能力設計法”，是基督城坎特伯雷大學的帕克和鮑雷教授在70年代提出的，這兩位教授被國際抗震組織授予“地震工程傳奇”，雖然現有一些新理念新方法被提出，但他們提出的方法還是被現今世界上各大抗震設計規范采用。
這種方法的核心將控制概念引入結構，引導房屋結構如何變形，設計時告訴房子如何破壞，并將“延性概念”引入結構，使結構具有足夠的變形能力，能在地震中產生較大變形而不倒塌，鮑雷教授有一句名言叫做“Tell the structure how to behave”就是對這種方法最好的闡述。
中國現行抗震設計規范也采用此方法，并通俗地將地震性能要求設定為：小震不壞，中震可修，大震不倒。
外國的抗震設計規范也有類似的標準。
該理念雖好，但有時候地震在超出預期的情況下仍然使結構破壞嚴重，比如震中心在基督城市區的2011年坎特伯雷大地震，很多房屋倒塌，破壞嚴重。
所以，新西蘭的結構工程師們一直在思考一個問題：可不可以中震不壞，大震不修，甚至大震也一點不壞，把房子設計成新西蘭工程師所謂的無損房子low-damage building呢？
答案是肯定的，新西蘭就是這么一個國家，在土木結構工程方面，科研和工業緊密結合讓世界驚嘆。小編8月份參加了在基督城舉行的世界low-damage building研究論壇，來自美國斯坦福大學的格雷格教授在參觀了基督城重建工作之后，發出由衷的贊嘆：我們真羨慕你們，你們研發的新技術竟然可以如此迅速地運用到實際工程中，堪稱完美。
事實上，經過2010/2011基督城地震之后，政府在抗震方面的投入甚大，新西蘭的抗震研究迅速發展，奧大和砍大相繼更新了大型結構實驗室，各種新規范、新方法、新理念層出不窮，全世界的結構工程師和科研工作者均來新西蘭參觀交流講學，甚至在這里扎根做研究，最近幾年的新西蘭像是整個世界的抗震研究中心。這是奧克蘭大學最新結構實驗室：
這是坎特伯雷大學結構實驗室剛建成的室內：
順便提醒廣大留學生，如果學土木結構，到新西蘭是來對地方了，奧大和砍大的結構工程在世界上均名列前茅，在歷史上，這里出來的工程師、學者、咨詢公司創始人都在全世界遍地開花。
對于基督城重建，新西蘭結構工程師正打算把基督城建成一座智能城市smart city，在重建過程中用到了很多最新的抗震技術，當地震再次來襲時，或者房屋已經自動啟動預警系統，或者房屋只是隨著地震搖擺片刻，隨即又可使用。
那么，這些絕頂聰明的工程師想出的抗震技術到底是什么樣子的呢？我們來看看。
1 - 減震器
在汽車里，如果沒有減震器吸收能量，那上下顛簸時可要小心了，隨時都有腦袋穿頂的危險，因為沒有消耗能量，你的身體也會隨著慣性上下晃動。
新西蘭結構工程師將這一理念用到了建筑結構中，稱之為消能減震器，材料一般是延展性較好的鋼材、或者是大型彈簧和液壓系統，其核心思想是：破壞弱者來保護強者，減震器消化了地震帶給建筑物的能量，從而降低了對地震對建筑物帶來的撕裂效應。
與汽車不同的是房屋的減震器一般水平放置或者斜向放置，因為水平方向的地震破壞相應遠大于豎向的破壞，而汽車消能減震器一般豎向放置來防止上下顛簸。
奧大實驗室對一種消能減震器“防屈曲支撐BRB”進行過地震模擬試驗，結果表明這種消能器可以非常有效率地耗散地震能力，從而使主體結構保持良好。
當地震完后，這些破壞的消能裝置可以拆除重新安裝，既抗震又方便，十分經濟。
這種裝了消能減震裝置的結構在其他國家可能應用得沒有這么廣泛，但在新西蘭的房屋中到處可見。在基督城的木結構房子Trimble Navigation在2011年地震中被大火燒毀，重建后的這棟房子用的就是這種技術，在梁柱節點，墻角處均使用了耗能器。
2 - 隔震技術
新西蘭是第一個開發并應用地震隔離系統設計的國家，”結構隔震技術“在新西蘭已經有超過一百年的研究歷史，無論地震有多強，這種“以柔克剛”的抗震技術使得房子就像一片荷葉在水上漂浮，而房子內部卻安然無恙。
隔開主結構和基礎的可以是耗能性能好的橡膠，也可以是各種先進的隔震裝置。
現今世界上最大的振動模擬臺E-defense（日本Earthquake-Defense）對一個5層16米高的原型房子進行了抗震試驗，所用的地震動為罕遇大地震，試驗后發現房子除了天花板有掉落外，結構部分完好，震后稍加修復即可使用。
新西蘭惠靈頓的警察局大樓就是世界上第一棟基礎隔震的房屋，房子的斜向支撐是用來把房屋變得剛硬，地震來時可以使房子在隔震支座上來回移動。
惠靈頓是新西蘭抗震等級最高的城市，地震帶橫穿該城市，這個城市有很多外表看似平常卻用了大量抗震技術的房屋。最大的博物館Te Papa也是采用的隔震技術，四層的Te Papa在基礎底部都布置了隔震裝置。
此種技術抗震效果好，結構工程師建議比較重要的房屋結構均可采用此種技術。
3 - 搖擺技術
搖擺技術是90年代由新西蘭結構工程專家Priesley教授提出，墻體預留洞，鋼絞索穿入孔洞然后將墻體預拉起來，墻體與基礎本身并不現澆連接，地震作用下形成搖擺，地震結束時，搖擺系統回到原點，所以也叫自中心self-centering墻。與出現大量裂縫的普通混凝土墻相比，搖擺墻沒有裂縫，沒有破壞。
其核心是放松了節點也拉緊了節點，而保證主體結構在變形時未造成破壞，而且震后可以回到房屋中心。日本D-defense振動臺對兩個四層的鋼筋混凝土房子進行了原型試驗，一個是普通現澆鋼筋混凝土結構，一個是采用搖擺技術的結構，兩個房子放在同一個振動臺，用罕遇大地震進行試驗。
震后表明，一模一樣的兩棟房子，采用搖擺體系的結構破壞微小，而普通鋼筋混凝土結構體系破壞很嚴重，梁柱墻均出現不同程度的破壞。
搖擺體系只有混凝土稍微剝落，稍加修復即可使用。
而普通體系，墻角處即出現大面積混凝土壓碎，很難修復。
新西蘭惠靈頓四層樓房子Alan MacDiarmid就是根據該理念設計所成，當然該房子還利用了第一種耗能減震裝置，該房子的設計理念有可能入選新西蘭-中國合作項目，2017年有望在上海同濟大學地震國際合作中心振動臺上進行抗震試驗，讓我們拭目以待。
以上三種技術不僅僅單一地用在房屋結構上，它們可以同時融入到同一結構，從而互相作用，形成更加有效的抗震效果。比如位于奧克蘭海港附近的Union House就是同時使用了基礎隔震和消能減震器的房屋。
底下黑色部分就是隔震裝置，而底層柱與柱之間巨大的橫梁就是消能減震器。
以上三種技術是新西蘭房屋結構最常用的抗震技術，當然了，另外還有很多。比如金屬記憶材料的結構，大家都聽過記憶眼鏡，對的，該種材料已經用在了結構工程中，使用這種材料的結構在地震作用下會變形，但是它有記憶力，隨后即可復原為原來的形狀，這種材料因為現階段價格太高，所以目前未能得到普遍利用。
還有，工程將保險絲應用到了結構中，鋼索將整個建筑用垂直地可更換鋼纜拉緊，這些鋼纜就像橡皮筋一樣可使整個結構受力，地震來時，保證結構端正。
另外還有阻尼結構，建筑中掛一個質量超大的球狀物體，當地震襲來時，建筑產生的能量會被傳至大球，而大球的質量剛好可以在建筑物整體擺動時由于慣性力反方向運動，從而中和建筑的變形。
聰明的新西蘭結構工程師當然還有很多很多辦法來解決房屋的抗震問題，這里不一一解釋了。隨著每一次地震的發生，抗震技術不斷更新，新西蘭抗震規范也不斷完善，大家一定要相信，我們雖然無法戰勝大自然，但我們不斷可以解決大自然所帶來的問題。
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