加州大学伯克利分校校园内一座新近改造的工程教学建筑，正在测试一套被设计为在强震后自动“归位”的结构系统。

形状记忆合金张力杆成核心构件

在格莱姆斯工程中心（Grimes Engineering Center）玻璃与钢结构外侧，36根呈之字形布置的细金属杆环绕建筑立面。这些杆件构成一套新型抗震响应结构系统的关键部分，其设计目标是在发生重大地震后，帮助建筑恢复至接近原始的垂直状态。

该系统由建筑设计公司 Skidmore, Owings and Merrill（SOM）开发，该公司同时也是该项目的建筑设计方。杆件内部嵌入一组高度拉紧的电缆，材料为形状记忆合金。这种合金具有高度柔韧性，在地震引发的横向晃动中可以发生较大变形，随后恢复为原有形状。

SOM 旧金山办公室高级合伙人 David Shook 参与了该系统的研发。他表示，测试结果显示，这种材料的弯曲能力超过普通结构钢 25 倍以上。他将普通钢材比作被弯折后保持形变的衣架，而形状记忆合金张力杆则更接近能够恢复原状的橡皮筋。

从“保命”到“可继续使用”

SOM 合伙人、结构工程师 Mark Sarkisian（同样位于旧金山）指出，建筑在地震后能否自动复位，不仅关系到人员安全，也关系到建筑能否在灾后继续投入使用。

他表示，现行建筑规范的主要目标是确保在地震中保护生命安全并维持结构整体稳定，允许一定程度的结构损伤。但在满足规范的前提下，建筑震后是否仍具备使用功能，往往存在较大不确定性。Sarkisian 称，SOM 多年来一直致力于开发本质上具有弹性的抗震系统，以在满足安全要求的同时尽量减少震后功能损失。

航空航天材料首次大规模用于建筑

形状记忆合金是实现这一系统的关键材料。该类合金常用于 NASA 和航空航天工业，也被用于制造心脏支架，在建筑领域则属于新兴应用。SOM 表示，这套形状记忆合金张力杆系统首次在格莱姆斯工程中心项目中落地应用。

格莱姆斯工程中心是伯克利校园内多栋工程类建筑中的学生中心和教学空间。Shook 介绍称，医疗行业长期大量使用超弹性形状记忆合金，随着产量提升、成本下降，该材料的价格已降至适合在建筑项目中采用的水平。

位于高危断层附近的示范项目

该建筑距离被认为是旧金山湾区地震活动最频繁、最具危险性的断层之一——海沃德断层（Hayward Fault）约四分之一英里。它隶属于伯克利工程学院，该学院以抗震建筑和结构工程研究见长。

Sarkisian 表示，这里长期用于测试、理解并部署新型抗震技术，相关教授在该领域取得了大量成果。此次合作将新技术以直观方式应用于教学建筑，被视为该研究传统的延续。

结构外露 兼具教学与展示功能

格莱姆斯工程中心采用的形状记忆合金张力杆由镍钛合金制成，设计上被刻意暴露在建筑外围，成为简约玻璃与钢结构立面的一部分。项目团队希望通过这种方式，将其结构功能直接呈现出来，使建筑本身成为工程学生观察和学习的对象。

该项目同时是一项适应性再利用工程。新建的三层展馆面积约 36,000 平方英尺，建在 1980 年建成的贝克特尔工程中心（Bechtel Engineering Center）基础之上。原建筑为大部分位于地下的野兽派混凝土结构，包含图书馆和礼堂，上方为景观屋顶平台。

在改造中，原有景观被新展馆取代，土壤和植被荷载由建筑结构荷载替代。项目大量保留并利用了原建筑的基础和结构，据称其体现碳排放较行业基准低 42%。项目团队将其定位为一座兼具教学工具属性和示范意义的建筑。

抗震性能有待未来地震检验

关于系统性能，Shook 表示，SOM 已进行了大量物理试验和计算机模拟，结果显示形状记忆合金张力杆系统在预期的最大地震情景下也能按设计工作。

他称，与在强震后可能出现开裂或整体倾斜的传统建筑不同，格莱姆斯工程中心在经历强震后预计不会出现明显震损痕迹。“建筑将恢复垂直状态，”Shook 说。项目团队表示，该建筑的真正考验将来自未来袭击该地区的下一次重大地震。