《自然》：受蜥蜴啟發的建筑系統或可預防整體倒塌

中新網北京5月16日電 (記者 孫自法)國際著名學術期刊《自然》最新發表一篇工程學論文稱，基于蜥蜴具有通過斷尾擺脫捕食者能力的靈感，研究人員開發出一種新的建筑系統，在災難性損壞事件下，該系統或可將結構破壞局限于受損區域，從而預防整個建筑倒塌。

本次研究中，測試后部分坍塌的全尺寸預制建筑。坍塌僅限于緊鄰測試期間再現的大面積初始坍塌的區域(圖片來自Jose Adam)。施普林格·自然/供圖

該論文介紹，建筑倒塌的壓力源有很多，如地震、車輛碰撞和施工錯誤，有可能造成生命損失。目前用于預防倒塌的設計通常讓初始破壞重新分布到建筑的完好結構組件中，從而防止其擴散。雖然這種設計很有效，但可能會在無意中使整個建筑倒塌。

本次研究中，測試后部分坍塌的全尺寸預制建筑。坍塌僅限于緊鄰測試期間再現的大面積初始坍塌的區域(圖片來自Jose　Adam)。施普林格·自然/供圖

在本項研究中，論文通訊作者、西班牙瓦倫西亞理工大學Jose M. Adam和同事合作，研究提出一種能隔絕初始破壞的建筑設計，類似于蜥蜴尾巴上的斷裂面能讓蜥蜴在受攻擊時斷尾。這種建筑系統名為“層級式倒塌隔離”(hierarchy-based collapse isolation)，能讓建筑沿著特定截面的預選邊緣發生受控斷裂，從而防止初始破壞傳播到整個建筑，有助人員搶救。

本次研究中，測試前的全尺寸預制建筑樣本(圖片來自Jose　Adam)。施普林格·自然/供圖

為測試這種層級式倒塌隔離設計，論文作者團隊用預制混凝土建造了一個15米×12米的兩層建筑，每層2.6米高。他們對該建筑進行了兩輪測試：第一輪測試模擬了一次較小的初始破壞，即去掉建筑轉角兩根柱子中的一根，這輪測試證實了該設計能提供傳統的結構性支持；第二輪模擬了更極端的初始破壞，他們去掉了轉角剩下的那根柱子。通過測試，研究團隊注意到，“層級式倒塌隔離”成功防止了整個結構坍塌，只有沿著加載路徑的部分建筑發生了倒塌。

本次研究中，測試前的全尺寸預制建筑樣本(圖片來自Jose　Adam)。施普林格·自然/供圖

論文作者總結指出，雖然這些測試證明了“層級式倒塌隔離”的可行性，但在該設計拓展用于不同形式的建筑前，仍需開展更多測試。不過，“層級式倒塌隔離”可以實現只對建筑倒塌部分的重建，而無需對整個建筑重建，有望顯著減少生命損失并協助救援工作。(完)

（原標題  國際最新研究：受蜥蜴啟發的建筑系統或可預防整體倒塌）