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　　5月12日的汶川大地震，這些天來牽動(dòng)了社會(huì)各界無數(shù)人的心。5月16日下午1時(shí)，一支由同濟(jì)大學(xué)各相關(guān)專業(yè)知名專家、學(xué)者以及優(yōu)秀學(xué)生組成的“抗震救災(zāi)專業(yè)技術(shù)志愿服務(wù)隊(duì)”成立。6位土木工程相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的專家，作為國家建設(shè)部派出的“房屋應(yīng)急評估專家組”，擔(dān)當(dāng)此次“志愿服務(wù)隊(duì)”的先遣部隊(duì)，在當(dāng)天下午就火速啟程趕赴救災(zāi)第一線，發(fā)揮學(xué)科專業(yè)優(yōu)勢，為抗震救災(zāi)提供智力支援。當(dāng)天帶隊(duì)的就是同濟(jì)大學(xué)土木工程防災(zāi)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任、結(jié)構(gòu)工程與防災(zāi)研究所所長呂西林教授。

　　1  自帶帳篷深入地震災(zāi)區(qū)

　　在出發(fā)前一天15日的晚上，呂教授在百忙中接受了筆者的電話采訪。當(dāng)時(shí)他并不知曉第二天自己就將奔赴四川。16日下午3時(shí)，筆者又一次撥通了呂教授的電話，這時(shí)的他已經(jīng)坐上了車，在前往機(jī)場的路上。他說：“我雖然50多歲了，但我覺得還年輕，要到第一線去！”

　　據(jù)了解，這支“6人專家組”除了負(fù)責(zé)土木工程結(jié)構(gòu)抗震的呂西林教授外，還有橋梁抗震專家李建中、地質(zhì)工程專家唐益群、房屋檢測專家李翔、生命線工程專家劉威和房屋抗震專家任曉崧。他們從浦東機(jī)場乘坐飛機(jī)到達(dá)成都后，將接受國家建設(shè)部和四川省建設(shè)廳的總體安排，直接深入到受災(zāi)最嚴(yán)重的地區(qū)。臨行前，按照建設(shè)部要求，每個(gè)人還都自帶了帳篷。

　　問：到災(zāi)區(qū)現(xiàn)場后主要負(fù)責(zé)哪方面工作？呂教授說：“前期主要是對開裂的房屋進(jìn)行評定，對它們的安全性迅速作出判斷。因?yàn)榈卣鹬�后�?zāi)民對于開裂的房屋會(huì)心生恐慌，不敢再入住。對于其中能居住的房屋，我們可能先住進(jìn)去，幫助老百姓對房屋重建信心。有了專家快速及時(shí)的技術(shù)指導(dǎo)，救災(zāi)的速度和效率將大大提高。”而后期，專家還將對在地震中倒塌的房屋進(jìn)行震害調(diào)查，分析倒塌的原因，研究倒塌的過程。“地震是不可避免的。但發(fā)生在不同的地區(qū)，導(dǎo)致人員傷亡的情況會(huì)很不一樣。我們這次地震發(fā)生在山區(qū)，倒塌的房屋基本上都是舊房、民房和學(xué)校建筑，還遇到了山體滑坡的問題。如果是發(fā)生在美國、日本，一是當(dāng)?shù)厝丝诒容^少，還有一點(diǎn)是在那些國家城市和農(nóng)村沒有差距，所以可能受災(zāi)的程度就會(huì)減輕很多。”

　　2  唐山地震引出抗震之路

　　從別人口中得知，呂西林不僅是長江學(xué)者，其實(shí)還是同濟(jì)的第一位博士——“82級(jí)結(jié)構(gòu)工程博士生”。從1979年考上同濟(jì)大學(xué)的結(jié)構(gòu)工程碩士研究生時(shí)起，他就一直與“土木工程抗震防災(zāi)”打著交道，算下來，有將近30年的工夫了。問起他當(dāng)初怎么會(huì)選擇抗震這個(gè)研究方向的，他說：“這源于1976年唐山大地震對我的觸動(dòng)。”唐山大地震發(fā)生的時(shí)候，他正在西安冶金建筑學(xué)院（現(xiàn)名西安建筑科技大學(xué)）上大二，住在學(xué)校的宿舍里。地震那天，西安也有明顯震感。只記得當(dāng)天晚上有人大喊“地震了”，大家全跑下了樓。而之后學(xué)校為了避免地震再次發(fā)生，統(tǒng)一安排，讓學(xué)生們將床搬到了遠(yuǎn)離宿舍的操場上。“那時(shí)候我們的床都是上下鋪的，每一架床就用一塊布幔圍一下，男生一個(gè)區(qū)域，女生一個(gè)區(qū)域，大家都躺在操場上，有點(diǎn)露營的感覺。不過當(dāng)時(shí)對地震并不理解是怎么回事，只是聽說很多房子倒塌了，死了很多人，覺得地震非常危險(xiǎn)。”這件事讓他一直記憶猶新。所以，在選擇碩士的研究方向時(shí)，他便選擇了土木工程結(jié)構(gòu)抗震方向。

　　3  為重大工程做抗震試驗(yàn)

　　確保一個(gè)工程結(jié)構(gòu)的安全可靠是設(shè)計(jì)時(shí)必須首先追求的目標(biāo)。對于極具破壞性的災(zāi)害來說，防范勝于一切。工程防災(zāi)，已成為推動(dòng)土木工程學(xué)科持續(xù)發(fā)展的巨大原動(dòng)力。同濟(jì)大學(xué)的結(jié)構(gòu)工程與防災(zāi)研究所，在呂教授的帶領(lǐng)下，對高層建筑的抗震控制進(jìn)行了深入系統(tǒng)研究，建立了結(jié)構(gòu)的多種分析方法和計(jì)算模型，提出了多種有效改善建筑抗震性能的方法，為工程設(shè)計(jì)和相關(guān)的國家設(shè)計(jì)規(guī)范的制定直接提供了科學(xué)依據(jù)。

　　在實(shí)驗(yàn)室前有一片空地，豎著十幾個(gè)等比例縮小的建筑模型。其中有我們熟悉的上海環(huán)球金融中心、世茂濱江花園等。來到這里，好像不知不覺走進(jìn)了“錦繡中華”里的微縮景觀區(qū)。原來，研究所為國內(nèi)的許多高層建筑做過抗震性能研究，做模擬地震振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)一般需要制作一個(gè)小比例的縮尺模型，模型通常是用微粒混凝土和鍍鋅鐵絲制作的。而研究結(jié)束后，模型就被搬放到了這里，久而久之就變成了一道獨(dú)特的校園景觀。

　　比如研究所曾為目前世界上結(jié)構(gòu)主體最高的建筑物、高492米的上海環(huán)球金融中心做過抗震試驗(yàn)與理論分析。該大廈的高度和高寬比遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了規(guī)范限值，且結(jié)構(gòu)豎向變化較大，筒體多次轉(zhuǎn)換，多重結(jié)構(gòu)體系混用，屬于特別復(fù)雜的超高層結(jié)構(gòu)體系，也是在國際上首次采用的新型結(jié)構(gòu)體系。“做模擬地震振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)時(shí)，將模型放到振動(dòng)臺(tái)上，模擬地震的情況，來考察建筑的抗震性能。”也就是使用這個(gè)振動(dòng)臺(tái)，研究所還為上海大劇院、上海浦東國際機(jī)場候機(jī)樓、秦山核電站、田灣核電站等重大工程做過抗震試驗(yàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，它可謂“世界上最繁忙的振動(dòng)臺(tái)”之一，到目前為止已做過600多項(xiàng)試驗(yàn)。

　　說起在此次地震中上海中心城區(qū)的高樓振動(dòng)一事，呂教授說：“在高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)，已經(jīng)考慮了振動(dòng)的因素，所以振動(dòng)對結(jié)構(gòu)的影響不大。東方明珠電視塔在2005年臺(tái)風(fēng)來襲的時(shí)候，頂尖振動(dòng)最大幅度達(dá)到了90厘米，但臺(tái)風(fēng)過后仍安然無恙。其實(shí)振動(dòng)說明建筑對地震比較敏感。”呂教授還告訴筆者，“即使是把金茂大廈這樣的建筑放在此次地震的震中位置，它也不會(huì)倒塌，最多只是玻璃幕墻倒下來。”

　　4  積極開發(fā)抗震防災(zāi)技術(shù)

　　“上海的地震設(shè)防烈度為7度，新造的樓房都應(yīng)符合這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。”那么對于一些年代長遠(yuǎn)的老房子，有什么補(bǔ)救措施？呂教授說：“因?yàn)樵O(shè)防標(biāo)準(zhǔn)會(huì)根據(jù)時(shí)間變化而提高，上世紀(jì)50年代、60年代造的房子的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)在的肯定不一樣。能做的，就是對老房子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。在日本、中國臺(tái)灣地區(qū)，將此動(dòng)作叫作‘補(bǔ)強(qiáng)’。比如柱子斷面比較小的，再套上一圈，就像幫它再穿件茄克一樣；原來這里沒有墻的，就再加上一堵墻。不過，別小看外灘的保護(hù)建筑，它們的抗震能力很好，當(dāng)時(shí)建造時(shí)因?yàn)榧夹g(shù)不發(fā)達(dá)，所以在設(shè)計(jì)上比較保守，墻很厚，厚度要達(dá)到50厘米，柱子也很粗，并且建筑大多不高。”

　　自1994年起，呂教授就帶領(lǐng)著課題組，致力于開發(fā)新型的抗震防災(zāi)技術(shù)。走在同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院大樓的樓梯上，常會(huì)有人仰著頭問：那拐角處貼著墻面、頂著天花板的“人字形灰色結(jié)構(gòu)”是干什么的？這正是研究所專家的得意之作：將橡膠、油阻尼器這兩大減震設(shè)備創(chuàng)造性地連在一起，不僅能令大樓抵抗住相當(dāng)于6至7級(jí)強(qiáng)震的沖擊，而且施工較傳統(tǒng)方法更為簡易。這一“消能減震支撐體系”獲得了國家專利。當(dāng)年上海港匯廣場商務(wù)辦公樓的加固就使用了這一技術(shù)。

　　研究所還有另一個(gè)新型減震專利——組合隔震支座。隔震支座是由兩種支座組合而成，一種是用橡膠、鋼板組成的疊層橡膠支座，另一種是由鋼板做成的滑板支座。形象點(diǎn)說，隔震支座就相當(dāng)于一層墊子，一般厚度不會(huì)超過1米。通常是加在建筑的底部，接近或低于地面的地方。有了這個(gè)，地震的時(shí)候，就可以讓支座消能減震、受力變形，但是支座上的建筑就不會(huì)受到太大的影響。而且在遭遇大地震后，支座還能進(jìn)行更換，不會(huì)影響到建筑。上海國際賽車場有一個(gè)重約10000噸的“大屋蓋”，由四個(gè)巨型的砼柱支撐。在柱頂上，就運(yùn)用了這個(gè)隔震支座，這樣就解決了大震下的結(jié)構(gòu)安全問題。