蜥蜴策略启发了一种建造防倒塌建筑的系统科学

地震、洪水或恐怖袭击等极端情况需要更坚固的建筑。 这些事件会对建筑物造成严重损坏，并可能导致建筑物像纸牌屋一样倒塌。 为了应对消除脆弱性并最大限度地减少人员和物质损失的挑战，科学和工程携手合作，由来自世界各地的研究人员开展了一项工作。 瓦伦西亚理工大学。 作者从动物世界中寻找灵感，模仿蜥蜴脱离尾巴以逃避捕食者的能力。 “我们发布了一个零件来节省 10 人的成本，”他解释道 约瑟夫·亚当工程师和研究带头人。 他们今天将结果发表在 自然展示世界上最好的科学，这是该杂志第一次将这一空间分配给建筑设计和施工领域的研究，这是一个历史性的里程碑。

该团队设计了一种新的建筑系统，可以确保在发生灾难时，故障仅限于受损区域而不会传播，从而防止整个建筑物倒塌。 该方法适用于医院、购物中心、公交车站等人员密集的关键建筑。 此外，该技术不会增加施工成本。 该项目名为 Endure，由欧洲研究理事会资助 合并补助金 超过250万欧元。 最初，它的兴起得益于 BBVA 基金会于 2017 年向 Adam 颁发的莱昂纳多奖学金。

当建筑物受到恶劣天气条件或事故的影响时，受影响的部分会产生多米诺骨牌效应，最终影响建筑物的其他部分。 当前的设计试图通过连接结构来补偿损坏来防止故障传播。 然而，这个想法虽然一开始有效，但最终可能会导致整个结构完全崩溃。 但如果有办法阻止多米诺骨牌呢？ 这是瓦伦西亚理工大学的研究人员问自己的问题。

测试结果的独特机会

科学家和工程师团队设计了一种基于层次结构的倒塌隔离系统，其关键在于结构熔断器的实施，使建筑物在发生故障时能够被分段。 Adam 表示，这种设计理念类似于使用保险丝保护电网。 他的技术已经通过对使用预制钢筋混凝土的真实建筑（平面尺寸为 15 x 12 米，两层楼高 2.6 米）的测试得到了验证。 这是同类解决方案中第一个经过全面测试和验证的解决方案。

为此，他们于 2023 年 6 月对建筑进行了两个阶段的测试。在第一阶段，他们拆除了同时不相邻的两根柱子。 在第二阶段，他们拆除了第一阶段拆除的角柱之一。 这引发了由缺失的柱子直接支撑的所有区域的倒塌，但建筑物的其余部分并未倒塌。 也就是说，他们成功地阻止了整个结构的倒塌。

“这就像为奥运会做准备一样，”亚当谈到排练时说道。 因此，他将一次测试所需的漫长准备阶段比喻为短短几分钟：“四年的工作，两秒钟就能总结出来。 建筑物的倒塌只持续两秒钟，”他解释道。 该团队将能够进行另外两项测试，以测试其对其他材料（例如现浇混凝土和钢材）的有效性。

因此，该方法已被证明可以有效防止完全倒塌。 “这看起来简单又合乎逻辑，但这意味着要彻底改变常见的建筑实践，”他说。 安东尼·克拉德拉巴利阿里群岛大学建筑工程教授没有参与这项研究，他对同事们的成果表示赞赏：“有些研究不像其他研究那样被广泛关注，但它们也有助于拯救生命，”他表示。 。

未来的挑战

在庆祝团队迄今为止所取得的成就的同时，亚当也意识到前面的路还很长。 该技术还远未得到实施，因为建筑业是一个受到严格监管的行业，修改法规也很复杂。 克拉德拉对此表示同意：“要说服研究人员和建筑公司，他们还有很多工作要做。” 然而，两位工程师仍然对未来保持积极的思考，并且不排除该方法甚至可以更进一步：“当然，相同的原理可以应用于桥梁等其他结构。 “我们都需要并且想要感到安全，”克拉德拉反映道。

现在，该项目启动七年后，它在结构实验室中继续开发 UPV混凝土科学技术研究所 直到 2026 年。这项研究代表着朝着建造更安全的建筑和在极端情况下保护人类生命迈出的重要一步。 杂志 自然 强调该方法将使建筑物更具弹性，因此“满足结构工程的主要目标，即保护公众的安全。”

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