舊網球變身隔震裝置,「滾動防震」原理5千年前就在用!怎麼做到的?
舊網球變身隔震裝置,「滾動防震」原理5千年前就在用!怎麼做到的?

地震無法預測,但工程師可以未雨綢繆。某些高風險地區的建築,會在地基設置隔震系統,例如美國舊金山市政廳用水泥、橡膠和金屬組成的複雜結構,透過吸收大地的水平震動來減少地震的破壞,就像汽車的避震器。

但這樣的建築結構造價高昂,加州大學洛杉磯分校的工程師張簡(Jian Zhang,音譯)說,設置隔震系統有可能使營建成本提高20%。雖然長期來看,設置這些系統利大於弊,但有些營造商在地震頻繁地區建造之初,不見得有這些預算。

Empire State Building
建築物是否有隔震或避震效果十分重要,但這樣的結構技術大多十分昂貴。目前科學家發現一個簡易又便宜的替代裝置。
圖/ Oliver Niblett on Unsplash

現在有一種新的隔震方法,運用物體的滾動特性來製作簡單又便宜的替代裝置,且材料很容易取得:回收舊網球。蘇黎世聯邦理工學院的地震工程師瓦西留(Michalis Vassiliou)說:「打網球的人很多,但大家都不知道這些舊網球有何用途。」

瓦西留團隊提出的方法是基於一種古老隔震方式,就像玩滑板的人在半管式滑道的U型池邊會靜止下來,晃動的建築也可以藉著滾動而靜止下來。滾動式隔震法是把球體或圓筒置於凹槽,再把這層凹槽設置在建築物和地面之間,可以把無規則的水平晃動轉變為緩和的搖擺運動,並透過摩擦力進一步減少震動。這個方法被用於5000年前的秘魯金字塔,但今天的營造商偏好昂貴、標準化的隔震系統。

研究團隊在去年9月的《建構環境前瞻》(Frontiers in Built Environment)詳述這項現代滾動隔震法。他們從鄰近的網球俱樂部取得失去彈性的網球,把水泥般的混合物注入數百顆的球中。接著建造出價格低廉的原型:把四顆經過填充的網球夾在兩層水泥板之間,並模擬地震晃動,發現每顆球可以承受8000牛頓的力,相當於一層樓房屋的隔震系統可能承受的力的兩倍。這些球中必須含有精準的填充物份量(研究人員是用奶油擠花袋來填充網球),才能減低震動而不至於破裂......

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本文經授權轉載自:科學人

【延伸閱讀】
1.《有羽毛的飛行器》
2.《節能貨櫃建築》

責任編輯:吳佩臻、錢玉紘

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