保护老建筑不受地震影响

杀人的不是地震，而是建筑物。建筑师们现在正在设计具有极强抗震能力的建筑。毕竟，福岛核电站在2011年日本东北地震中安然无恙，引发问题的是随后发生的海啸。但建造新建筑只是解决方案的一部分:我们还需要保护现有建筑，包括那些具有历史价值的建筑。幸运的是，有一种方法可以做到这一点，正如亚当·墨菲从布莱顿大学的皮埃尔弗朗西斯科·卡乔拉那里听到的那样……

亚当-地震可以夷平一座城市，所以很多人都在努力保护建筑。对于新建筑来说，有很多选择——你可以在晃动的地方放上重物，这样就可以减轻建筑物本身的晃动，或者整个结构都可以加固。但是那些已经存在但无法改造的建筑呢?也许钱不够，或者它太老了，所以很难做到。你不会想钻进金字塔的。布莱顿大学的Pierfrancesco Cacciola提出了一个潜在的解决方案——振动屏障(VIBA)

振动屏障本质上是土壤中的一个大盒子，盒子里有一个能够振动的质量。该装置的设计目的是保护附近的建筑物，而不接触它们。所以实际上，你需要把这个装置看作是完全脱离结构的东西，但在它旁边，由于质量的振荡它能够吸收地震的能量，从而减少结构下面的地面运动减少你想要保护的结构的振动。

对于一个非常困难的问题，这可能是一个非常简单的解决方案，但是它是如何工作的呢?

皮埃尔弗朗西斯科-很久以前就已经证明，当地震来临时，如果一座建筑是独立的，或者与另一座建筑相邻而建，那么它的反应方式就会不同，因为实际上这些建筑是相互固定在土壤上的。这种现象被称为“结构-土壤-结构”相互作用。如果一个结构与另一个结构相邻而建，它的动力响应就会发生改变，而改变意味着变大或变小。这是一个虚拟结构，以这样的方式设计的，你想要保护的结构会有一个减少的振动，减少的动态响应。如果你想在链中创造一个弱的环节，那么创造一个能振动得更强的元素，如果你想的话，它会更弱，会吸收更多的能量因为这些能量被吸收了它会从你想要保护的结构下面的能量中减少。

亚当:你可以把它想象成一个又大又重的立方体，比如说，它可以摇动，也许它在弹簧上，或者它可以以某种方式振荡。它与你想要保护的结构相连。当地震波在这个立方体中翻滚时，它会吸收所有的震动，所有可能会摧毁建筑物的能量，让你的建筑物屹立不倒，并保持安全。现在这个立方体确实需要很重，大约是你想要保护的物体质量的50%，但是你可以用很多小的。Pierfrancesco一直致力于将所需的质量降低到真正可行的水平。所以考虑到振动屏障已经存在一段时间了，这些东西确实需要时间来发展，这是可以理解的，它目前处于什么状态?

Pierfrancesco:所以我们正在做另外两个项目。一个是关于埃及文化遗产保护的项目。我们有，作为一个案例研究，Zoser金字塔，位于萨卡拉的埃及最古老的金字塔之一，以及开罗的萨拉丁城堡。我们目前正在对佐泽金字塔的振动屏障进行抗震保护。我们的初步结果很有希望。还有一个博士奖学金项目是关于用振动屏障保护历史建筑的地震保护在这个咨询小组中有来自希腊文化遗产部的同事。另一个研究案例是西西里岛墨西拿大教堂的抗震保护。墨西拿大教堂的钟楼是世界上最大的天文钟楼。所以我们开始保护这座钟楼，它已经在1908年的地震中受损。

亚当-皮埃尔弗朗西斯科对振动屏障的未来充满信心。

Pierfrancesco—我相信这项技术可以提供一个不同的角度来保护现有建筑免受地震的影响。老实说，我确实相信，当第一个振动屏障建成后，会有更多的振动屏障紧随其后。