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汕籍院士周福霖与他的“世界第一”隔震楼

来源:汕头日报 浏览次数: 发布时间:2015年9月10日 16:12

本报记者李凯 蔡毓生

     在市区陵海路38号,有一座8层住宅楼,貌不惊人,却是我国第一幢橡胶支座隔震楼,是当年世界上最大最高的基地隔震住宅楼。1994年5月,联合国工业发展组织权威专家将这幢隔震居民楼的建成誉为“世界建筑隔震技术发展的第三个里程碑”。这幢楼的隔震技术研发者是中国抗震权威、汕头籍中国工程院院士周福霖。29日、30日,记者实地察看该楼,走访住户,并通过电话采访了周福霖院士。

     历经多次地震住户无震感

     “这些年来,汕头附近几次地震,我都在家里,没有什么感觉,都是朋友同事打电话告诉我才知道。”隔震楼的302住户郭继明对记者说。郭继明一家自1998年搬进这栋楼房,80多平方米的房子,每平方售价是2000多元。他表示,买房时并未考虑其抗震性能,住进来后平时也没有特殊感觉,只是在地震来临才知道和其它楼房有些不一样。

     据当地居委的有关负责人介绍,这栋楼有两条楼梯,楼上住户加上沿街商铺共有28户,都是普通居民。记者走进楼下一家五金制品厂的销售点,已经在这住了7年的石金成说,在一楼和二楼都住过,地震来时都没什么感觉,往往都是外边的同事跑回来说起才知道,“从没听到因为地震而杯响、门响,更不用说屋里有东西摔下来。”他还表示,商铺的租金很合理,并不因为是隔震楼就比普通楼房高。

     记者看到,隔震楼的楼梯是悬空的,避免与地面发生直接接触;楼房底部与台阶之间,有一条宽约2厘米的缝隙。据悉,这栋隔震楼建成后已经历过多次地震,其中包括1994年和2006年的两次台湾海峡强震。据设计人员震后了解,隔震楼居民普遍称没有感觉到地震。

     那么这栋楼的隔震技术究竟奥秘何在?

     压在橡胶上可抗11度地震烈度5月29日晚,记者拨通了这一隔震技术研发者、中国工程院院士周福霖的电话。周福霖是潮南峡山人,年近七旬,作为中国权威抗震专家,日前他接到国务院办公厅紧急电话通知,赴京参加国家汶川地震专家委员会会议,这段时间一直在为灾后重建制订抗震标准及指导性意见。尽管工作繁忙,但听到是家乡媒体,周院士仍欣然接受采访,为记者进行了详细的介绍。

     “这栋楼房不是直接建在地面上的,而是压在20多个橡胶支座上。”周福霖表示,汕头隔震楼使用的是他研发的第一代技术。橡胶支座直径为60厘米,外形就像是一个大的蜂窝煤。使用这种隔震技术,安全性可以比普通房屋提高四到八倍,可抗地震烈度达9至10度,甚至11度。据他介绍,目前,在汕头使用这种隔震技术的还有汕头市博物馆、市区一所幼儿园以及澄海一栋住宅楼。1989年,周福霖主持承担了由联合国工业发展组织和中国自然科学基金资助的隔震科研项目,于1993年在我市建成这座中国首栋采用夹层橡胶垫的多层隔震住宅。“当时,这一项目实施得到了汕头市建设部门、抗震办以及金园区城建局、金园设计院、汕头市金华建设开发总公司的大力支持。很感谢他们,因为建这栋楼在当时可以说是第一个‘吃螃蟹’”周福霖说。

    周福霖告诉记者:“当年建楼时除了隔震层,其余部分就像普通房屋一样正常施工,安装橡胶支座实际上只花了十多二十天时间。从已经进行的老化实验来看,橡胶支座支持超过100年没有问题。”他表示,橡胶100年左右才老化5毫米,汕头隔震楼橡胶支座外加了10毫米不受力的保护层,避免其老化,理论上寿命可以超过200年。

    当时在建这座隔震楼时,在离其数米远的地方还建起了一座有标准抗震设计的8层普通住宅楼。按照1993年的造价比较,两幢楼施工结算显示,隔震楼土建造价为每平方米667.13元,传统抗震房屋造价为每平方米776.76元,隔震楼反而便宜。“原因是使用这种隔震技术后,房屋上部结构可以降低抗震烈度好几度去设计,我们只降低了1度,但这样也节省了一些费用。”周福霖解释说。

     设计灵感源于唐山大地震2001年,这种橡胶支座隔震技术被列入国家建筑设计抗震规范,编有技术规程、产品标准,这也是唯一一项被写入国家规范的隔震技术。

     这一隔震技术的灵感,来源于周福霖早年一次出生入死的考察。1976年7月28日,唐山发生7.8级大地震。灾后第三天,时为机械部第四设计院青年工程师的周福霖奉命参加中央调查团奔赴灾区。接下来两个多月,他整天都在废墟中出没,调查建筑物震害情况。这期间险象环生,有一次周福霖还差点在余震中丧生。冒险终有所获,在一次调查中,他惊讶地发现,有2栋4层高的砖结构民宅居然没有倒塌!楼房沿着地基以下的油毡防潮层滑动了40多厘米。刹那间,周福霖灵感闪现:如果建造像这样可以滑动的房子,地震中不就能避免遭受灾难性的破坏了吗?此后,他进行了一系列深入的研究和实验。

     周福霖告诉记者,如今的橡胶支座其实也就相当于那层油毛毡,就是要把地震和上层建筑隔开。通过在建筑物下方加装橡胶垫,一层橡胶加一层钢板,再加一层橡胶,再加钢板……如此多层,像“三明治”一样把建筑物与地面隔离,当地震发生时,让建筑在橡胶垫上滑动而减少震动,以柔克刚,既能隔震,又不影响承载力。使用这种隔震技术的房屋好像“在海上漂的船”,加了隔震层后,来自下面的震动不会使房子倒塌。

     他表示,对比传统抗震房屋来说,这种隔震楼在大震来临优势显示得更加明显,不仅“大震不倒”,还可以保护结构本身,屋里的东西不会受震倾倒摔下,特别适合博物馆、医院和指挥中心;由于上部结构保持弹性状态,屋里的装修、玻璃门、玻璃窗也不会因受震而损坏破裂。

     技术可能在灾区重建中应用

     这种橡胶支座隔震技术经过二三十年的理论研究、实验、使用和经受地震的考验,现在已比较成熟,在国内外处于领先地位。周福霖告诉记者,该技术已经发展到第三代,目前在北京、新疆、甘肃、江苏、广东等16个省市的600多栋建筑物中推广应用。在这次大地震中,使用了第一代隔震技术的甘肃陇南武都县三栋6层民用住宅,完好无损,房中人无强烈震感。“据我们了解,周围一些房屋已经开裂了,隔震楼连一条裂缝都没有,而且房里的电器、玻璃杯、热水瓶等都保持完好。”

     周福霖说,大力推广隔震技术成本并不高,只需要在原有基础上每平方米追加100元。我国生产的橡胶支座直径已可达到1.2至1.4米,足以支撑30多层的高楼。目前这一技术以日本、美国、中国实力最强,日本是在1995年阪神大地震后开始高度重视这一技术,“震后他们1年推广使用的楼房近1000栋。”他透露说,这种橡胶支座隔震技术很有可能在四川灾区重建中应用,已经有广东、浙江、江苏等地的灾区援建单位和开发公司前来联系。

     汕头市是地震基本烈度8度的高烈度区,被列为全国、全省地震重点监视防御区。周福霖认为,汕头也要居安思危,提高防震意识,做好防震准备。他还建议说,作为普通市民,买房时一定要充分考虑房屋是否符合抗震原理概念设计,问清楚施工单位或设计单位,房屋可抗几度的地震烈度。从一般房屋的结构上看,钢结构最好;混合结构次之,如钢管混凝土结构;第三是混凝土结构;抗震能力最差的是砖石结构。

     作为国家汶川地震专家委员会委员,周福霖当前正忙于为灾区重建工作出谋划策。他表示,在工作忙完之后,将找时间返回汕头,为陵海路的隔震楼安装强震观察仪,进一步进行观察跟踪。

  

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