對四川8級大地震災后重建工作的建議
作者:建筑民工
一、首先進(jìn)行簡(jiǎn)單的掃盲
地震強度和地震烈度是兩個(gè)不同的概念。
地震強度表示一次地震所釋放能量的大小,單位是里氏x(chóng).x級,一般破壞力
較強的地震在7.0級以上,有史以來(lái)最高地震強度是8.9級;而地震烈度是衡量某
個(gè)地區在地震發(fā)生時(shí)遭受破壞程度的物理量,與這個(gè)地區距震中的距離、該地區
的地質(zhì)構造、震源的強度等因素有關(guān),地震烈度一般劃分為12個(gè)等級,最高烈度
為12度,被稱(chēng)為“殲滅性地震”。簡(jiǎn)單的說(shuō),某個(gè)地區與震中的距離越小,地震
烈度就越高,比如本次四川8.0級大地震,震中汶川縣映秀鎮和北川縣城所遭受
的地震烈度達到了11度,而外圍區域,比如都江偃市的地震烈度大約在7~8度之
間。
抗震設防。為了保證建筑物在地震到來(lái)時(shí)具備足夠的強度、剛度、可靠性和
安全性,國家頒布了強制性標準《建筑抗震設計規范》,從抗震的角度對建筑設
計全過(guò)程(包括結構選型、結構計算、構造措施等方面)進(jìn)行了約束,建筑抗震
設計一般以所在區域的抗震設防烈度為依據,而抗震設防烈度是根據概率論的方
法確定,50年超越概率為10%(重現期475年)的地震烈度即為抗震設防烈度。
四川省大部分地區的抗震設防標準是7度(比如汶川、北川、都江偃等地),少
數地地區達到8度甚至9度,也有一些地區是6度。規范要求,6度及以上抗震設防
的地區必須進(jìn)行抗震設計。
建筑抗震設計的目標,通俗講就是“大震不倒,中震可修,小震不壞”。也
就是說(shuō),房屋在遭遇相當于設防烈度等級的地震后,修修補補后要能夠繼續使用;
在大震到來(lái)時(shí),比如這次地震中烈度達到10度或11度的區域,建筑物允許發(fā)生局
部大面積破壞,但是必須保證整體不能毀滅性倒塌,特別是不能發(fā)生脆性的整體
坍塌。從電視畫(huà)面中,我們看到映秀鎮和北川縣城有少量建筑物達到了這個(gè)標準,
盡管烈度為11度,依然巍巍矗立,這表明這些建筑的設計和施工水平是合格的,
也表明“大震不倒”這個(gè)目標是完全可以實(shí)現的。與此同時(shí),我們也痛心地看到,
震中區域,甚至遠離震中100多公里的區域,很多建筑物都坍塌了,下面簡(jiǎn)單分
析一下原因。
二、四川大地震建筑物大量倒塌原因分析及災后重建工作的建議
1.民眾的建筑抗震意識較為淡薄
盡管唐山大地震給中華民族造成了巨大的生命財產(chǎn)損失,但是30多年過(guò)去了,
建筑抗震依然沒(méi)有引起足夠的重視,廣大民眾缺乏足夠的地震和抗震知識,特別
是建筑結構方面的基礎知識幾乎為零,民間流傳著(zhù)大量錯誤和片面的觀(guān)點(diǎn)。對于
我們這樣一個(gè)地震帶分布較為廣泛、地質(zhì)活動(dòng)頗為頻繁的國家而言,當務(wù)之急是
進(jìn)行廣泛的知識普及,讓民眾充分認識到地震的危害,認識到地震可能就在身邊,
認識到建筑結構抗震的重要性。
2.片面強調建筑經(jīng)濟性的認識厄待轉變
我國現行的建筑結構設計規范大部分都是上世紀七八十年代編寫(xiě)的,當時(shí)國
力比較弱,經(jīng)濟上比較貧窮,物資比較短缺,結構設計規范在安全設置水準上要
求很低,雖然近年來(lái)陸續進(jìn)行了修訂,但是厲行節約這個(gè)總的原則沒(méi)有變,結構
設計在安全性和耐久性方面與發(fā)達國家有很大差距。
改善結構形式固然會(huì )增加建設成本,但是應該看到,隨著(zhù)國力的增強,土建
結構造價(jià)占項目總建設成本的比例已經(jīng)很小了,其他部分的成本,比如裝飾裝修、
水暖電設備、土地等所占比例越來(lái)越高。拿成本較高的高層住宅做例子,30層左
右的鋼筋混凝土剪力墻結構,土建結構每平米1500元完全可以包住,而售價(jià)卻動(dòng)
輒上萬(wàn),甚至數萬(wàn)元。建筑總造價(jià)受土建結構成本的敏感度,已經(jīng)遠遠低于上世
紀70年代了,現在實(shí)際上是用過(guò)去貧困、落后年代的標準,去建設滿(mǎn)足現代化需
求的土建設施工程,這能不出問(wèn)題么?到了大幅度增加土建結構投入的時(shí)候了!
畢竟結構工程事關(guān)重大,安全是第一位的,如果安全都保證不了,其他衡量指標,
比如美觀(guān)、舒適、節能環(huán)保等還有什么意義?
3.普通建筑的結構選型應進(jìn)行重大調整
抗震能力方面,高層建筑在設計上考慮得比較周全,而且施工要求和執行較
為嚴格,對于超高層建筑或結構形式特別復雜的建筑,還會(huì )進(jìn)行罕遇大地震下的
彈塑性分析,因此高層建筑在大震到來(lái)時(shí)一般能保證足夠的安全儲備和塑性?xún)洌?br>脆性坍塌的可能性比較小,安全度比較高。
對于10層以下的普通建筑而言,鋼筋混凝土剪力墻結構抗震性能最好,很多
小高層住宅樓都采用這種結構形式,墻體由鋼筋混凝土現澆而成,端部設有約束
邊緣構件,側向剛度非常大,樓板也是現澆的,整體性非常好,遭遇大震時(shí),最
多也就是局部破壞,很難整體脆性坍塌。
抗震性能居其次是樓板整體現澆的鋼筋混凝土框架結構??蚣苡泻芎玫难有?,
特別是“強柱弱梁、強節點(diǎn)強錨固”的設計思想,在遭遇大震時(shí)要求梁先破壞,
形成塑性鉸,吸收地震能量,而承受豎向荷載的柱子一般不予破壞,這樣建筑整
體就不會(huì )坍塌??蚣芾锩嫒绻由蠋灼袅?,抗震性能會(huì )變得更好。
問(wèn)題比較多的主要是多層建筑(6層及以下),這類(lèi)建筑經(jīng)常面臨諸如建設
經(jīng)費短缺、重視程度不夠、結構選型草率、施工水平較低(基本都包給小施工隊)
等問(wèn)題,在欠發(fā)達地區,比如縣鄉一級,恰恰多層建筑的數量最多,規模最大,
一旦地震時(shí)大量倒塌,將引發(fā)非常廣泛的社會(huì )危害。
由于缺乏抗震意識這根弦,我國南方城鎮和鄉村的民宅,許多采用抗震能力
較差的磚混結構,甚至是毫無(wú)設防能力的由泥巴砂漿砌筑而成的磚混結構,既不
做地基處理,也無(wú)地梁、構造柱和圈梁,這類(lèi)建筑物有如積木搭砌,罕遇強震到
來(lái)時(shí)毫無(wú)招架之力。
除民宅外,很多公共建筑也都采用磚混結構。從災區廢墟畫(huà)面中可以看到,
倒塌的教學(xué)樓貌似也是磚砌體結構,樓板還是預制的。教學(xué)樓的一個(gè)顯著(zhù)特點(diǎn)是
內部跨度大,特別是為了保證采光要在墻體上大面積開(kāi)洞,導致墻體的橫向剛度
和縱向剛度都受到削弱,如果再采用預制樓板,房屋整體的整體性能將非常脆弱,
根本不堪地震一擊。
因此,對于我國南方地區的普通建筑,在結構選型方面應進(jìn)行重大的調整。
對于人員活動(dòng)頻繁的公共建筑(比如學(xué)校、醫院等),抗震設防類(lèi)別應從
“乙類(lèi)”上調至“甲類(lèi)”,結構形式建議采用樓面和屋面均為現澆鋼筋混凝土樓
板的鋼筋混凝土框架結構,部分墻體宜采用剪力墻,以加強整體剛度,嚴禁采用
預制樓板+磚砌體結構或預制樓板+鋼筋混凝土框架結構。
6-10層的小高層住宅樓,應采用鋼筋混凝土剪力墻結構;
3-6層的多層住宅樓,在建造成本受限的情況下,可采用鋼筋混凝土框架+
現澆樓板+輕質(zhì)填充墻體結構;
3層以下的普通民宅,若成本壓力實(shí)在太大,可采用有足夠構造措施的砌體
+鋼筋混凝土現澆樓板結構。
需要指出的是,磚混結構即使采用現澆樓板,添加了構造柱和圈梁,也只能
保證中震不倒,抗擊大震的能力有待檢驗,在建設成本有保障的情況下,還是建
議采用鋼筋混凝土剪力墻結構。
實(shí)際上,改善結構形式,建設成本增加并不明顯,增加幅度一般在10%~20%,
是完全可以承受的。
這次地震還倒塌了很多商住樓,下面三層是框架結構的商鋪,三層以上是剪
力墻結構的住宅樓,這種結構非常脆弱,豎向剛度分布不均勻,剪力墻不能落地,
而是搭在框架上,結合部位受力過(guò)于集中,地震一搖就垮了,這種結構形式應該
嚴格禁止。
4.既有建筑物的加固工作刻不容緩
在本次四川大地震發(fā)生之前,有地質(zhì)方面的學(xué)者注意到一個(gè)現象,汶川縣所
處的龍門(mén)山地震帶在過(guò)去100年已經(jīng)連續發(fā)生過(guò)好幾次7級以上的強地震,而最近
10年中國西南部地區的強烈地震發(fā)生較為頻繁,這意味著(zhù)龍門(mén)山地震帶未來(lái)發(fā)生
強震的可能性相當大,只不過(guò)準確時(shí)間難以確定。從這個(gè)角度講,對于板殼活動(dòng)
比較活躍的地震帶上的城市和區域,既有建筑物的加固非常重要。試想,如果事
前對汶川等地毫不設防的民宅進(jìn)行了廣泛的加固,這次地震所造成的破壞和人員
傷亡將大為減少。
在我國南方許多地方,許多民宅的建設脫離了政府的監管,很多老百姓蓋房
子,自行設計,自行施工,國土、規劃、建設單位的監督處于有名無(wú)實(shí)的狀態(tài),
這類(lèi)民宅無(wú)論從結構選型還是構造處理,都很難達到抵抗強烈地震的要求,基本
處于不設防狀態(tài),因此對于縣鄉一級既有建筑物的普查和加固工作刻不容緩。
(XYS20080519)
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