纽 约 时 报：旧金山的大地震豪赌
原作Thomas Fuller, Anjali Singhvi and Josh Williams
2018年4月17日
张弛翻译
19世纪到达旧金山的水手们以山上的两棵巨大的红杉树为引导，帮助他们的船进入港湾。在淘金热时期，红杉树作为木材被砍伐，但是旧金山现在有了一个新的灯塔：西部最高的办公大楼—Salesforce Tower。
在这幢1070英尺高的塔楼周围聚集了一批高楼，这些高楼建在海湾边缘的软土和沙土上。它们是新旧金山的一个象征，但同时，它们也是这个不稳定的、地震易发的城市的一个潜在危险。
旧金山确信将会发生大地震。但是由于该州的住房严重短缺，这座城市正在建更高的建筑物。现在这些竞争的压力促使人们重新考虑建筑法规。专家们发出了这样的信息：建筑规范并没有像您想象中的那样保护城市不受地震影响。
距离上一次摧毁旧金山的破坏性地震和随后的次生灾害已经一个多世纪了，周三是地震事件的112周年纪念日。1906年4月18日上午，目击者描述称这座城市的街道像风中飘荡的丝带一样上下起伏。
地震猛烈的震动引发了持续三天的火灾，摧毁了城市的500个街区以及2.8万座建筑物。大约40万人口中，有一半无家可归，许多的人被迫逃离城市。
1906年地震后变成一片废墟的旧金山 George R. Lawrence/Library of Congress
旧金山的一些标志性高层建筑
Millennium Tower 2009: 645 feet
340 Fremont 2016: 440 feet
Salesforce Tower 2018: 1,070 feet
555 California St. 1969: 779 feet
Transamerica Pyramid 1971: 853 feet
一艘飞艇在1906年地震和火灾后拍摄到了旧金山的破坏。旧金山被夷为平地后，洛杉矶迅速成长并取代了旧金山，成为了西部最主要的城市。
在公众对摩天大楼的敌意持续了几十年之后，该市一直在倡导一个更密集，更垂直化的市中心。旧金山目前拥有160幢高于240英尺的建筑，还有十多座正在规划或者建设中。
加州有严格的建筑规范要求，以保护学校和医院免受大地震破坏。但这并不包括摩天大楼。一幢5层的建筑和50层的建筑拥有同样的强度要求。
然而，摩天大楼在整个城市埋下了更为广泛的风险隐患，它们的倒塌或者损坏可能会导致一系列的严重后果。
旧金山的摩天大楼有多安全？即使是设计它们的工程师也无法提供确切的答案。因为地震的不确定性太大了。并且，没有几座大型城市经历过重大地震的测试。
“这个行业尽我们可能的去做建模和预测的工作，但是仍然存在着一些不确定因素，”全国顶尖的结构工程师之一，Ron Hamburger说道。“我们并没有我们想要得到的那么多的地震记录，特别是对于大规模的地震。”
以前的地震揭示了一些摩天大楼的缺陷。例如，在洛杉矶1994年的北岭地震中发现了一种广泛使用的焊接技术发生断裂。但是旧金山和洛杉矶的许多建筑并没有得到改造。
加州在过去的一个世纪里，在防震方面取得了重大进展。高速公路立交桥，桥梁和一些市政建筑得到了加强。许多加州人住在独栋木结构房屋中，这些房屋在地震期间的安全性能相对较好。
但是直到最近，高层建筑并不是旧金山地震安全的焦点。
加州新兴的高层建筑通常采用计算机建模设计，通常采用混凝土核心筒体系。
这引起了诸如加州理工学院地震工程研究实验室主任Thomas H. Heaton等专家的担忧，并且他可能也是地震区建设摩天大楼这一行为最著名的质疑者。
他说：“这就像是纸上谈兵（原文getting in a new airplane that’s only been designed on paper but nobody has ever flown in it）。”
去年9月，旧金山的前市长Edwin M. Lee回应了一个正在下沉和倾斜的摩天大楼的丑闻，命令市官员修改高层建筑的建筑规范，并要求对其安全性进行独立研究。
有一项高层建筑研究，将首次创建160多座高层建筑的详细数据库，并按照建筑类型进行分类。负责这项研究的结构工程师Ayse Hortacsu已经安排斯坦福大学的研究生去分析旧金山建筑检查局的蓝图和记录。
“在旧金山的建筑热潮之前这样做会很棒，”Hortacsu女士说。“但是我们要抓住这个时机，尽其所能。”
多年来，该市在大多数社区限制建筑高度为500英尺。人们对高层建筑的反对主要体现在文化和美学上的批评，以及对“曼哈顿化”感到惋惜，并表示高层建筑不符合这座城市的风格。
但到了2004年，市政官员已经启动了一项计划，重新开发位于当今市中心的仓库和空地。
这座城市推动建造了一座高大的标志性建筑—未来的Salesforce Tower，这张照片的右半部分可以看到，它在该区域脱颖而出。
旧金山市现在是美国密西西比河以西高层建筑最多的城市
Jim Wilson/The New York Times
“我们认为，作为新旧金山的象征，建筑的高度至少要达到1000英尺，” Dean Macris说，他领导了规划委员会，在新旧金山的构想中起到了重要的作用。
Macris先生现在已经退休，他说高层建筑的地震安全问题在市场区南部或SoMa的重建计划中“从来都不是一个问题”，因为它是众所周知的。
58层的千禧大厦的下沉和倾斜转变了关于地震安全的争论。
2009年建成后，该建筑获得了许多工程协会的奖项，其中包括美国土木工程师协会旧金山办事处颁发的年度杰出结构工程项目奖项。
千禧大厦几乎下沉了一英尺半（45cm），并倾斜了14英寸（35.6cm）
Jim Wilson/The New York Times
开发商和市政官员多年来一直知道这座建筑物的缺陷，但是直到2016年，当消息泄露给公众时，他们才将其公开。最新的测量结果显示，该建筑已经下沉了一英尺半，向邻近的高楼倾斜了14英寸。它与Salesforce Tower隔街相望，毗邻巴士，火车和高速铁路的交通枢纽—西部大中央区。
通过千禧大厦的教训，旧金山尝到了摩天大楼结构出问题的苦果。如果这座城市遭受严重地震的袭击，专家们担心还会出现更多的问题。（译者注：超高层建筑一旦出了问题，修理也很困难，拆除也很困难）
千禧大厦周围的地区被认为是地震危险性最高的地区之一。美国地质调查局对那里的泥土和土层进行了评估，其在地震过程中像流沙一样具有非常高的风险，这个过程称为液化。
旧金山的液化风险区
Sources: California Geological Survey; United States Geological Survey; The City and County of San Francisco.
在液化机率“很高”的地区建造了至少100幢高于240英尺的建筑物。
鉴于千禧大厦的问题，现在加州呼吁重新评估地震风险，其中大部分的重点是加强建筑规范。
现在的规范表明一个结构必须有90％的抗倒塌概率。但许多专家认为这还不够。
美国地质调查局前自然灾害研究负责人Lucy Jones领导了一项加强加州建筑规范的运动，她说“百分之十的建筑物将倒塌，我不明白为什么这是可以接受的。”
该规范也没有规定建筑物是否适合在地震之后入住。许多建筑物可能不会倒塌，但它们可能会损坏而且无法修复。内墙，管道，电梯等都可能被毁坏或损坏。
“当我告诉人们现在的建筑规范所规定的东西时，大多数人都感到震惊，”Jones博士说。 “足够多的建筑物将受到严重的破坏，人们将难以继续生活在洛杉矶或旧金山。”
今年1月，南加州议员Adrin Nazarian在州立法机构提出一项法案，要求建筑法规在建造结构时考虑其震后的“功能恢复（functional recovery）”。该法案上周过了第一关，委员会听证会。
推动规范修订的原因是，如果遭受相同的地震，将会造成比1906年更大的损失。
拥有数十亿美元的基础设施，作为全球工业总部，以及市中心变得更密集，更垂直，这些因素使旧金山成为一个更易受影响，更脆弱的地方。
支持者认为，规范修订的目标应该是城市的安全，例如强化给排水系统，电网和蜂窝网络，而不仅仅是个别建筑物安全。
科罗拉多大学的地震工程师Keith Porter说：“我们一直在这个问题上研究了数十年，希望能够激发更多的公众参与辩论。”
Porter博士的研究提供了有关旧金山湾区大地震的经济后果的警告。他计算出，在旧金山湾区的每四座建筑物中，有一座在7级地震后可能无法使用，尽管严重，但这并不是该地区可能遇到的最严重的问题。
下面的地图显示了在地震期间预计会发生强烈地面晃动的地区。至少有100个建筑物不符合要求，需要强制改造，而且其中的大部分都处于预期强烈震动的区域。
旧金山不符合要求的建筑物分布
Sources: California Geological Survey; United States Geological Survey; Department of Building Inspection. Note: Soft-story noncompliant building data is updated as of April 12, 2018.
Porter博士计算出，如果建筑物按照更强的标准建造，那么将只有6％的建筑物无法使用。
然而，一些结构工程师说，我们现代化的高层建筑足够坚固。
为Salesforce Tower进行结构工程设计的Magnusson Klemencic Associates公司的首席执行官Ron Klemencic说，他同意给排水系统需要更高的强度要求，但高层建筑不用。“建筑物倒塌在其他建筑物上，这种事情不会发生，”Klemencic先生说。
更强的建筑物需要多少建设成本？
在旧金山一套住房的平均价格高于120万美元时，即使价格的细微增加也必然会遇到阻力。
“我们已经面临极高的住房成本问题，”旧金山市政府韧性办公室主任Brian Strong说。近年来，这座城市一直专注于其他地震危险，例如底层强度不足的，较旧的低层公寓楼的可能倒塌。
Charles Richter是地震研究先驱，他提出了震级（译者注：即里氏震级）来衡量地震的能量。他对摩天大楼有强烈的意见。他说，不要在加利福尼亚建造它们。
自Richter先生1985年去世以来的几十年里，建筑材料强度变得更高，工程精细化程度也变得更高。
加利福尼亚理工学院地震学荣休教授金森博雄(Hiroo Kanamori)提出了新的地震震级尺度取代了Richter博士的地震震级尺度，他表示我们在地震的巨大能量和奥秘面前应该继续保持深深的谦卑。
近几十年来，科学家们记录了以前认为不可能的剧烈地面运动。加州理工学院工程师即将发表的论文表明，1999年台湾集集发生的地震将导致洛杉矶许多钢框架高层建筑的失效或者倒塌。
“人们说，‘别担心，这只是一个异常现象，’”Kanamori博士说。 “这是一个关于地震的问题。这个过程中有很多不可预测的因素。”
“而且只要一次事件就可以导致巨大的灾难。”他说。
张弛
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