i-Refill | 全国防震减灾日，了解最新抗震及预警措施

2022-05-12 09:05

#i-Refill

今天是汶川大地震十四周年，也是全国防震减灾日。

14年前的今天，青藏高原和四川盆地交界处的山崩地裂让大半个中国感受到了大地的颤抖。这是新中国成立以来破坏最大的地震，其释放出的惊人能量在我们的回忆里留下巨大的伤痕。

为了让我们永远铭记汶川大地震和所有的极端自然灾害带来的伤害，国家设立了全国防灾减灾日。也许我们需要再次认识到：在地球面前，人类是渺小的，我们须敬畏自然，尊重自然。而科学，是探索自然、研究自然的动力，也是建立防灾减灾体系和守护生命的不可或缺的因素。

今天，IDG君想和大家分享近两年来最先进的建筑抗震技术以及地震预警技术——感谢科技让我们多了一分对生命负责、保持时刻警醒的主动。

走进今天的文章。

全文共2411字

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最先进的住宅/办公建筑的抗震技术

隔震加固+高延性材料加固法

眼下，国际通用的住宅/办公建筑物常用的传统抗震方法主要有抗震加固、减震加固和隔震加固3种，其中以隔震加固技术最为先进：

抗震加固

利用提高结构构件的承载能力以及变形能力来抵御地震作用，吸收地震能量。

减震加固

指在结构抗侧力构件中增设消能部件，通过这些部件的局部变形提供附加阻尼，从而吸收或耗散地震输入结构中的能量，减少主体结构地震反应。

隔震加固 ⭐⭐⭐

隔震加固是最先进的建筑抗震技术。虽然不同国家、不同建筑物使用的隔震加固方法和标准各有不同，但是所有隔震加固方法的共同点是把隔震层放在原结构基础上，这样，在强震作用下，隔震装置率先进入非弹性状态，大量吸收或隔离地震能量，使建筑的上层结构保持弹性或不进入明显塑性状态。

下图是未使用隔震加固技术建筑与隔震加固建筑的震后对比：

除了以上3种相对传统的建筑抗震方法外，近3-5年，以下4种新型建筑抗震方式也越来越多地被应用在建筑中：

高延性材料加固法

这是地震频发的日本较为流行的新型抗震加固方法，指通过外贴加固材料的方法来提高建筑物的抗震效果，这种抗震加固方法的施工工艺和传统的抗震加固方法相比有了质的进步。

斜撑加固法

根据不同建筑物的抗震要求，斜撑加固法可分为内部斜撑法和外部斜撑法两种方式。常用的斜撑材料有钢、铝合金等。这种加固方法常见于大型加固工程中。

剪力墙加固法

指通过提高建筑物内部结构的刚度来增加建筑物的抗震效果。剪力墙结构中，墙承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩外，还承担竖向压力。

在地震作用或风载下，剪力墙除需满足刚度强度要求外，还必须满足非弹性变形反复循环下的延性、能量耗散和控制结构裂而不倒的要求：墙肢必须能防止墙体发生脆性剪切破坏，因此注意尽量将剪力墙设计成延性弯曲型。

DFS双框架系统

在建筑物的中心放一个刚性心轴，在它的外围放一个由很多柱子和横梁搭建的软结构建筑物。然后用减振装置（油阻尼器）连接这两个建筑物。地震时，这两个建筑物的硬度不同，晃动的频率也不同。所以变形的趋向也不同。心轴比较硬，晃动会比较厉害，而建筑物通过油阻尼器的减振作用，大大降低了晃动的幅度。

同样重要的地震预警技术

AI或将实现地震预测

除了拥有更坚固的房屋，想要最大程度减少地震对我们带来的损失，我们还需要知道：地震什么时候发生、地震会有多强烈、地震会在哪里发生。

目前，地震学界已经有充足的经验来解释、判断地震发生的时间和规模，但预报地震的准确发生位置仍是一大挑战，因为地震学中看到数据中的关联性非常困难。

地震事件涉及太多变量，从不同区域的地面构成到地震板块之间的相互作用类型，以及能量在地震波中穿过地球传播的方式——理解这些数据之间的关联非常不容易。而AI在这一领域完美发挥了它的核心优势：发现复杂数据集中以前被忽视的模式。

《自然》（Nature）杂志发表的一篇论文中（点击文末阅读原文查看英文原文），研究人员展示了如何用AI深度学习预测余震位置，结果发现，AI深度学习网络比最有用的库仑破裂应力变化模型更可靠：在从0到1的精度范围内（1是完全准确的模型，0.5是一半准确的模型），库仑模型得分为0.583，而新的AI系统达到0.849。