中国利用火箭技术研发“抗震神器”，可抵消80%的地震能量

来源：智网新闻
2017-09-22

9月，陕西省渭南市的一群孩子，走进了刚刚竣工的大荔县实验小学洛滨校区。新老师、新同学，以及三栋崭新的教学楼让他们颇感新鲜。但他们不知道，每栋教学楼下，都安装了源于航天技术的隔震支座，能在地震时抵消80%左右的能量，保护他们的生命安全。

我国是世界上多地震的国家，也是蒙受地震灾害最为深重的国家之一。地震给人类带来的灾难大多是由于建筑物的倒塌所致，因此，对各种建筑物进行抗震设防，使其在地震中不损坏、不倒塌，是避免人员伤亡的关键。

目前，地震精确预测仍是世界难题，但航天科技集团公司四院41所的科技人员，却借助火箭发动机技术研发了这款“抗震神器”，能有效减少地震造成的生命财产损失。

地震中的“杂技演员”

来到洛滨校区新教学楼底部可以看到，30个隔震支座以6米为间距呈网状分布，支撑着教学楼。

41所固体火箭发动机首席专家尤军峰介绍说，传统抗震技术是借助钢筋混凝土，把上部结构和基础牢固地连接在一起。但这样一来，地震能量会经过基础传输到上部结构，使其发生振动和变形。当受力超过结构强度时，建筑便会被破坏。“地震波最厉害的就是横波。”他说，“当地面横向摆动时，建筑可能会瞬间倒塌。”

隔震技术是在不改变原建筑设计方案的前提下，在建筑物上部结构与基础之间安装支座作为隔震层。隔震支座竖向刚度和承载力很大，水平刚度却很小，且具有很强的水平变形能力。同时它还具有恰当的阻尼和稳定的弹性复位功能。当地震来临时，它就像脚踩滚筒、头顶大缸的杂技演员，脚下跟随横波来回摆动，顶部却稳稳地托举着建筑物，能有效降低建筑物上部结构加速度反应而导致的变形，避免同频共振带来的破坏。如此减隔震体系，能实现建筑结构自身、非结构构件和建筑物内部设施“三重保护”，确保震后建筑物无需修复即可继续使用。

隔震支座在2500吨压剪机上开展测试

航天人的材料配方

在西安市郊一座工厂里，炼胶师正对炼好的橡胶像揉面一样反复挤压。这种橡胶的延伸率为600%，材质达到了航天级橡胶的要求。反复挤压则是为了让橡胶里的配方充分融合。

隔震支座正是由35片厚度3毫米的橡胶与35张特种钢板交替叠合，黏结而成的。41所将固体火箭发动机喷管柔性摆动技术和工艺用于其中。

尤军峰介绍说，隔震支座的工作原理与火箭柔性喷管很接近。既要有足够的支撑力能扛起上面的建筑，又要有足够的弹性和抗拉力，保证不会被拉断。

其所用的橡胶配方是航天人的得意之作。尤军峰说，固体火箭或导弹装备一放就是10年甚至更久，对橡胶材料要求很高，老化、变硬或性能改变都不行。

因此，用这种橡胶制成的隔震支座，寿命能与建筑一样长，如果没发生地震就不用更换。

在隔震支座研制中，四院耗时两年多，在设计方法、超强抗老化高性能橡胶、高强度黏接剂、成型工艺、过程控制和产品性能等方面开展了大量研究。产品通过了华中科技大学的型式检验，技术达到国内先进水平。

将为千家万户打造“安全岛”

凭借有效的隔震减灾效果和较低的成本，隔震技术得到了国际上的认可。特别是在新西兰、日本、美国等，相关研究开展较早，技术水平较高。有数据显示，在目前新建的房屋及房屋改造中，该技术在美国、意大利等国家的使用率达到10%以上，在日本甚至超过了50%。

在我国，隔震技术起步较晚，但逐渐受到重视。目前国内建有隔震建筑3000多幢，比2005年统计数量翻了一番，其中云南省的隔震建筑面积约占全国一半左右。2008年汶川大地震后，包括雅安的芦山县、宝兴县在内，四川省超过50个灾后重建项目都使用了隔震技术。

从2014年起，国家住房与城乡建设部发文指出，各省、自治区住房与城乡建设厅需有序推进减隔震技术的应用，确保工程质量。随后甘肃、新疆、青海等地震高烈度地区对使用隔震技术做了强制规定，凡是位于抗震设防烈度8度及以上的地震高烈度地区及地震灾后重建的4层至12层学校教学楼、学生宿舍、医院医疗用房、幼儿园、机场等人员密集公共建筑，必须采用基础隔震技术进行设计。据统计，目前我国约70亿平方米的在建建筑面积需使用隔震设备，未来，该类产品将在公路、桥梁、船舶和核电设施等领域发挥重要作用，更将为千家万户打造地震中的“安全岛”。