纽 约 时 报：一场高层建筑地震响应预测的变革
纽 约 时 报：一场高层建筑地震响应预测的变革
原作Thomas Fuller 2018年6月27日
翻译：金鑫磊
洛杉矶—为了保证高层建筑在地震中的安全，工程师们几十年来一直依赖于计算建筑物所能承受的振动。一些世界顶级地震专家现在表示，这些预测方法明显低估了西海岸几座城市中的建筑在地震中可能经历的晃动严重程度。
本周三在洛杉矶的一次地震专家会议上展示了这项研究成果。它将对高层建筑的设计方法产生了重大影响。工程师们说，洛杉矶、盐湖城、圣何塞和西雅图等城市的建筑物可能会遭受比预期更大的破坏，或者在更差的情况下，有更高的倒塌发生概率。
加州大学伯克利分校的地震学家Norman Abrahamson，对参与会议的数百名工程师说，“将会出现巨大的变化，我们现在才知道我们的地面运动模型距离准确程度有多么遥远”。
在洛杉矶的一些地区，如世纪城、卡尔弗城、长滩或圣莫尼卡，关于地震动强度，新的提议几乎是之前估计的对高层建筑最具威胁的地震动强度的两倍。
奥雅纳Arup工程公司的研究人员Ibbi Almufti表示，新预测结果的影响力是“巨大的”。
“（新的）地震动将同时增大强度和持时”，他说，“这两者相结合会产生相当大的破坏性影响，目前我们可能尚未把握。”
Almufti先生说，更强的地震动也可能会使已知有缺陷的旧建筑物“凸显脆弱性”。
对洛杉矶地区的预估地震动强度进行修正，是南加州地震中心一项为期五年的项目成果，该研究机构由地震学家和工程师组成，他们利用美国最强大的超级计算机来研究地震波如何在当地土层传播。
几十年来，专家们通过观察加利福尼亚州、日本、台湾和其它地震频发地区的场地条件并取平均值来实现地震动的计算。但他们发现，将相距遥远的地区的地震动放在一起分析会导致预估结果不准确。
新模型的关键变化是它们依赖于当地场地条件，而不是取全球平均值，并且它们更深入地对土层进行模拟。洛杉矶模型依赖于对成千上万的当地地震的测量，其中大部分是难以察觉的，但它们提供了关于地震波如何在土层中传播的更加准确的信息。
理解地震如何影响洛杉矶、墨西哥城和西雅图等城市，长期以来一直困扰着地震专家，因为这些城市坐落在地震波传播聚集和放大的大型盆地中，这种地震效应通常类似于一碗果冻被摇动时的反应。
洛杉矶和其它城市关于地震动的新提议仅适用于约20层或更高的建筑物。但Abrahamson教授表示，未来几年推行的计算将对西部地区所有结构的地震动数据进行修正。在某些情况下，修正后的地震动强度将比先前认为的更低。
加利福尼亚州自1994年以来没有发生过大地震，当时6.7级地震袭击了洛杉矶北部的Northridge地区，造成60多人死亡和大面积破坏。但加利福尼亚州的断层产生的地震，能够释放出超过北岭地震50倍以上的能量。没有可靠的方法来知道下一次大地震将在何时何地发生。
新提议已经遭到一些工程师的抵 制，其中一些人担心它可能会赶走开发商。
帮助写作新指导方针的地震动专家CB Crouse表示，在西雅图，地震强度有可能比加利福尼亚州更大，工程师将被要求考虑新提议的地震动，这比旧的地震动强度高出33％。
“从建筑设计的角度来看，这是显著的提升”Crouse先生说。但由于西雅图工程师的推延，在建筑规范中地震动强度使用新提议的时间推迟到12月。
“结构工程师说，这确实会给开发商带来麻烦，”他说，“开发商他们说，‘我们不能马上实现’”
帮忙组织会议的结构工程师Jim Mally说，新提议的实施是一个问题。
“我们必须接纳它，”他谈到新提议的地震动强度数据时说，“我们还没有如何操作。”
在地震动强度预计会更大的地区，如何处理现有建筑物的问题更加困难。
“这些城市和建筑已经建在那里，”加州理工学院地震工程研究实验室主任Thomas H. Heaton说，“现在我们该做什么？”
加利福尼亚州房屋正处于严重短缺的时候，房屋价格的中位数现在已超过600,000美元，要求房屋进行改造会带来额外的沉重经济负担。
南加州地震中心主任John Vidale说，修正后的提议最终将帮助工程师。
“我们正在做的是更精确地明确地震动强度，”他说，“我们正在制作更准确的地震动强度规划，我们正在减小地震动强度的不确定性。”
一些细节内容可以参考视频：《将CyberShake结果用于洛杉矶高层建筑抗震设计》
金鑫磊
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