不久前，在河北省三河市燕郊经济开发区潮白大街1号，中国地震局工程力学研究所（以下简称“工力所”）科技园区，由智能建造、建筑结构和工程抗震专家组成的科研团队正在紧张地进行一场“破坏性”实验。振动台上，一座3D打印民居模型正经历“生死”考验，来自浙江大学、大连理工大学和工力所的师生密切关注它的表现。

为啥要做这场实验？实验是如何进行的？房屋模型表现如何？

“测试目标就是把它震坏”

走进工力所科技园区，几排露出裂痕的废弃建筑物模型引人注意。“这些都是我们震坏的。”工力所博士生赵登科说。

这座3D打印混凝土民居模型，是浙江大学建筑工程学院副教授孙晓燕团队送来测试的。模型原型也是3D打印的，位于河北省故城县房庄镇，由孙晓燕团队建造，建成后成了当地一个“景点”，吸引不少行业专家和当地老百姓前去“打卡”。

打印的房子，结实吗？这是孙晓燕被问得最多的一个问题。

结不结实，最关键得看抗震性能。她曾联合专注数字建筑与打印设计业务的灵砼科技（杭州）有限公司，用三维数字模型精确计算过，理论上，这座建筑的抗震性能很优异。

为进一步验证理论分析和模拟测算结果，孙晓燕与多领域多学科专家研讨决定，开展振动台模型实验。房子搬不来，根据工力所振动台尺寸限制，孙晓燕委托工厂做了5米长、1米多宽的最大尺寸缩尺比例全屋模型。

此次实验总共设定6个工况，每种工况下要进行7次测试。“测试目标就是把它震坏，看看究竟能闯到第几关，承受多强的地震。”孙晓燕笑着说。

做这场实验，门槛不低。孙晓燕说：“一场高水平科学实验，也是对科研水平和工业制造能力的检验。”

“3D打印盖房子前景广阔”

随着实验深入，地震强度越来越高，蜂鸣声也越来越大，房屋开始出现裂痕。

赵登科表示：“实验选择了与民居所在地地震特性接近的唐山波、山东平原波，以及对民居破坏特征明显的汶川卧龙波，按照六度、七度、八度和九度地震强度分别加载。”

地震中，大多数人员伤亡是由建筑物倒塌引起的。大连理工大学建设工程学院副教授何化南表示，为了保障建筑安全，我国制定了“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标。

抗震设防目标是一个与地域相关的概念，而非震级。具体来说，小震指多遇地震，即在50年设计基准期内，超越该烈度的概率为63%，震后不需修理；中震是指基本烈度的地震，在50年设计基准期内超越概率为10%，允许有一定的损坏，但经修理后仍能使用；大震是指罕见地震，在设计基准期内，超越概率为2%至3%，其设防目标为防倒塌，保护生命安全。

经过一天的实验，房屋模型在六度地震工况下未发生主体结构损坏；在七度、八度地震工况下虽产生裂缝但并未延伸至结构框架，整体结构完整；在九度地震工况下裂缝贯通但结构主体完整，并未发生倒塌和严重破坏。

也就是说，3D打印民居模型经受住了考验。在孙晓燕眼中，3D打印的混凝土建筑堪称“变形金刚”。一方面，通过数字设计、增材制造、预制装配，3D打印建筑可以快速精准建造，还可以适应多样化的建筑外形需求；另一方面，墙体内含空腔，嵌合钢筋框架形成钢筋混凝土结构，抗震性能好，安全耐久。

孙晓燕表示，作为新型建造工艺，3D打印混凝土民居的可靠性需要经过进一步专业认证和实践检验，缩尺模型的良好抗震性能为后续深入科研和相关技术推广带来信心。 （据《人民日报海外版》 作者： 康朴）