怎樣的建筑能經(jīng)受地震考驗(yàn)

文匯報(bào)駐京記者 李揚(yáng) 2013-05-14第八版

圖片說明:建筑物下裝“彈簧” 耗散掉地震作用 汶川地震后興建的蘆山縣人民醫(yī)院新門診綜合樓，在蘆山地震中幾乎毫發(fā)未傷。

　　■按照我國標(biāo)準(zhǔn)，建筑的抗震設(shè)防烈度在6度至9度，可以達(dá)到“小震不壞，中震可修，大震不倒”的程度。“中震”，是建筑物要達(dá)到所在地區(qū)在烈度區(qū)劃圖中劃定的烈度標(biāo)準(zhǔn)?！靶≌稹?、“大震”，是在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)下調(diào)、上浮1.55度至1度。也就是說，在發(fā)生地震時(shí)，即使烈度超過建筑物的承受極限（大震），某些韌性好的建筑物也不是瞬間倒塌，從而給人留出逃生時(shí)間。

　　■汶川地震后，中國建筑科學(xué)研究院抗震所推廣了兩項(xiàng)建筑抗震的新技術(shù)，一個(gè)是建筑隔震技術(shù)，一個(gè)是消能減震技術(shù)。隔震技術(shù)是在建筑物底部與地基之間，增加適當(dāng)?shù)木彌_物，使建筑物在受到地震波作用后的加速度反應(yīng)大大減弱，達(dá)到防護(hù)目的；消能減震技術(shù)，是在建筑結(jié)構(gòu)中增加各種“阻尼器”，提供阻力來耗減運(yùn)動(dòng)能量。

　　地震預(yù)報(bào)是目前尚未解決的世界難題，事實(shí)上，有相當(dāng)多的強(qiáng)震發(fā)生在地震區(qū)劃圖上的低烈度區(qū)，如1966年河北邢臺(tái)地震、1975年遼寧海城地震、1976年河北唐山地震，以及2008年汶川地震。

　　既然地震不能避免，讓房屋更結(jié)實(shí)、讓建筑的抗震性能更強(qiáng)就成為一個(gè)重要課題，世界各國也都將重點(diǎn)放在這一課題上。汶川震后5年來，各行各業(yè)的人們一直在為此努力，許多變化悄然發(fā)生了——抗震規(guī)范日趨完善，震后加固與新建房屋中更多使用了新的抗震技術(shù)，農(nóng)村自建房水平漸漸提升，抗震安居房初顯成效……

地震教訓(xùn)，推進(jìn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》提升

　　2008年5月12日14時(shí)28分，四川汶川發(fā)生里氏8.0級(jí)地震。地震發(fā)生后，中國建筑科學(xué)研究院緊急調(diào)派了三個(gè)專家組，分別趕赴都江堰、德陽、綿陽，與當(dāng)?shù)貙＜乙黄饘φ饟p房屋，包括公共建筑、工業(yè)建筑、居住建筑進(jìn)行應(yīng)急鑒定工作。

　　國家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心總工程師邸小壇，是赴綿陽專家組的“領(lǐng)隊(duì)”?；貞浧?年前深入綿陽調(diào)查建筑物震害時(shí)的情形，他感觸很深。

　　“綿陽的情況比較特殊，它的設(shè)防烈度只有6度，屬于低烈度區(qū)，而實(shí)際遭受的烈度是7度半，屬于高烈度。綿陽市區(qū)比較接近現(xiàn)代的建筑，也就是上世紀(jì)60年代以后的建筑，有4000萬平米，根據(jù)綿陽市建設(shè)局的統(tǒng)計(jì)，沒有一棟房屋倒塌，我們在現(xiàn)場也沒有看到塌的，但是有損壞比較嚴(yán)重的?！?

　　綿陽周邊的情況就不一樣了，農(nóng)村自建房倒塌嚴(yán)重，“我們在北川看到隔三五十米就有一棟房子徹底倒塌，很有規(guī)律，原先認(rèn)為北川的房屋倒塌是由山體滑坡、泥石流等次生災(zāi)害引起的，實(shí)際上很多倒塌是地震直接造成的?！臂⌒Z氣有些沉重。

　　建筑抗震設(shè)計(jì)是按烈度設(shè)計(jì)，不是按震級(jí)設(shè)計(jì)。邸小壇說，很多人把烈度8度誤解為震級(jí)8級(jí)。“震級(jí)只跟地震釋放能量的多少有關(guān)，而烈度表示地面及房屋等建筑物受破壞的程度。國家地震局有《中國地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖》和《中國地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖》，規(guī)定了每一個(gè)地區(qū)建筑的抗震設(shè)防烈度?！?

　　按照我國建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)，建筑的抗震設(shè)防烈度在6度至9度，可以達(dá)到“小震不壞，中震可修，大震不倒”的程度?！爸姓稹保墙ㄖ镆_(dá)到所在地區(qū)在烈度區(qū)劃圖中劃定的烈度標(biāo)準(zhǔn)?！靶≌稹薄ⅰ按笳稹?，是在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)下調(diào)、上浮1.55度至1度。也就是說，在發(fā)生地震時(shí)，即使烈度超過建筑物的承受極限（大震），某些韌性好的建筑物也不會(huì)瞬間倒塌，從而給人留出逃生時(shí)間。

　　綿陽城區(qū)在汶川地震中遭受的實(shí)際烈度正好超過了設(shè)防烈度1.5度，4000萬平米的房屋沒有倒。邸小壇說，事實(shí)上，綿陽上世紀(jì)60年代到80年代建的房屋，是按過去的設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)的，并沒有達(dá)到設(shè)防烈度6度的基本要求，“6度設(shè)防的房子應(yīng)該加一些構(gòu)造柱和圈梁，那些年代比較早的房屋都沒有加，地震時(shí)也沒倒。后來我們分析原因，主要是綿陽城區(qū)的大部分房屋為4-6層的磚砌住宅樓，樓層不高，其次老房子設(shè)計(jì)的房間小、窗小，墻的面積大，所以扛住了這次地震?！?

　　地震后，綿陽的建筑設(shè)防烈度由6度提高到7度，《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》也很快進(jìn)行了修編，為災(zāi)后重建提供標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)。邸小壇認(rèn)為，建筑質(zhì)量分兩個(gè)方面，設(shè)計(jì)質(zhì)量和工程施工質(zhì)量，而設(shè)計(jì)質(zhì)量與《規(guī)范》的提升有關(guān)。“我國的建筑抗震規(guī)范是在一次次災(zāi)難教訓(xùn)中逐漸提升改善的。1966年河北邢臺(tái)地震，引起有關(guān)部門重視，于1974年頒布《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》；1978年唐山大地震后，參考國外經(jīng)驗(yàn)，規(guī)定磚房應(yīng)該設(shè)圈梁和構(gòu)造柱；1989年抗震設(shè)計(jì)規(guī)范又進(jìn)一步提高了標(biāo)準(zhǔn)。汶川特大地震后，安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步提升，監(jiān)管也更嚴(yán)格，對學(xué)校、醫(yī)院、體育場所等公共建筑的要求更高了?！?

震后加固，重建建筑經(jīng)受住了考驗(yàn)

　　中國建筑科學(xué)研究院工程抗震研究所研究員薛彥濤，專門從事建筑物抗震方面的研究，在汶川地震、玉樹地震、蘆山地震發(fā)生后，他都在第一時(shí)間趕赴災(zāi)區(qū)進(jìn)行震害評(píng)估。

　　汶川地震發(fā)生后，薛彥濤與抗震所的幾位同事于5月14日晚抵達(dá)都江堰，這個(gè)組原本要進(jìn)入汶川縣城，但是被堵在了都江堰，于是他們就地展開了對都江堰市建筑物受災(zāi)情況的應(yīng)急調(diào)查?！拔覀兣赖蕉冀咦罡叩囊粋€(gè)18層樓上，四下一看，房屋基本都在，倒塌的房屋不到10%，都江堰城區(qū)的總體情況還可以?！毖貞浀?。

　　都江堰市建筑設(shè)防烈度是7度，地震實(shí)際影響烈度為8-9度，專家組調(diào)查發(fā)現(xiàn)，倒塌嚴(yán)重的房屋多為上世紀(jì)90年代中期以前的房屋，按照新《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》建的房屋，也有框架倒塌的情況，“這對我們研究人員來說是第一手資料，后來在修編《規(guī)范》時(shí)，我們對鋼筋混凝土框架這部分的設(shè)計(jì)加強(qiáng)了。”

　　汶川地震中，許多地區(qū)遭遇的實(shí)際烈度比房屋設(shè)防烈度高很多，包括震中的映秀、北川，設(shè)防烈度平均7度，而實(shí)際烈度是11度?！皬姆课菰O(shè)計(jì)角度，按設(shè)防烈度11度是設(shè)計(jì)不出來房屋的，這樣的建筑可能就是個(gè)混凝土的殼了，沒法使用?！?

　　為什么90年代中期以前的建筑倒塌較多？薛彥濤說：“正是在上世紀(jì)90年代中期，我國推出了監(jiān)理制度，在此之前更多是靠建筑企業(yè)自己把握質(zhì)量。在監(jiān)理制度推出后建設(shè)的房屋，從破壞率、倒塌率來講，大大降低。所以監(jiān)理制度對建筑質(zhì)量的提高起了很大作用。”

　　時(shí)隔5年，蘆山地震讓建筑物抗震設(shè)計(jì)的話題重回公眾視野。薛彥濤在對雅安及蘆山等地進(jìn)行評(píng)估后認(rèn)為：“雅安城區(qū)的震害情況比起都江堰在汶川地震中的情況要輕很多，震后市區(qū)居民生活基本正常。蘆山縣設(shè)防烈度7度半，實(shí)際遭遇烈度為8度，蘆山縣城的房屋，雖然很多圍護(hù)結(jié)構(gòu)、圍護(hù)墻破損嚴(yán)重，但是結(jié)構(gòu)主體、骨骼框架基本完好，可以很快修繕，繼續(xù)使用。”薛彥濤認(rèn)為，蘆山地震中建筑受損程度比較低，與汶川地震后雅安進(jìn)行了一系列加固、新建有關(guān)。并且汶川地震后，教育部和住建部對全國的中小學(xué)校舍包括醫(yī)院做了抗震能力的鑒定和檢查，對有問題的房子進(jìn)行了加固。因此雅安、蘆山的中小學(xué)校舍基本完好。

　　“關(guān)于農(nóng)村自建房，因?yàn)榇彐?zhèn)建筑的地方性特點(diǎn)非常突出，經(jīng)常是就地取材，比如福建山區(qū)用石頭建房,因此不易監(jiān)管，一直沒有被納入政府監(jiān)管范圍。針對農(nóng)村不同區(qū)域的特點(diǎn)，我們也制定了一套標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，但不太容易普及。蘆山地震后，我們對蘆山倒塌的農(nóng)村自建房進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)倒塌的多是早期的自建房，新建的農(nóng)村自建房水平逐漸在提高，結(jié)構(gòu)上要求的圈梁、構(gòu)造柱等元素都具備，這些都是進(jìn)步。但是還存在一些結(jié)構(gòu)不合理，這需要專業(yè)人員的指導(dǎo)?！毖f。

　　事實(shí)上，近幾年，政府在地震多發(fā)區(qū)包括新疆、云南等省推廣的“農(nóng)村抗震安居房”建設(shè)，已初顯成效，政府給予新建安居房一定補(bǔ)貼，然后集中培訓(xùn)工匠進(jìn)行施工，按照一定抗震標(biāo)準(zhǔn)來建設(shè)。在2011年新疆伊犁6.0級(jí)地震中，抗震安居房經(jīng)受住了考驗(yàn)。

抗震意識(shí)，促使建筑抗震新技術(shù)推廣

　　薛彥濤說，汶川地震后，建研院抗震所推廣了兩項(xiàng)建筑抗震的新技術(shù)，一個(gè)是建筑隔震技術(shù)，一個(gè)是消能減震技術(shù)?！笆聦?shí)上我們上世紀(jì)90年代就在研究，2000年左右開始推，但是因?yàn)闆]有發(fā)生大的地震，人們對安全重視不夠，一直推廣得不太好，汶川地震后，這兩項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣?！?

　　薛彥濤介紹說，隔震技術(shù)是在建筑物底部與地基之間，增加適當(dāng)?shù)木彌_物，使建筑物在受到地震波作用后的加速度反應(yīng)大大減弱，達(dá)到防護(hù)目的，隔震技術(shù)多用于低矮的或中高層建筑，行業(yè)認(rèn)知度比較高。消能減震技術(shù)，是在建筑結(jié)構(gòu)中增加各種“阻尼器”，提供阻力來耗減運(yùn)動(dòng)能量，在1998年啟動(dòng)的首都防震減災(zāi)示范區(qū)中，北京的一些標(biāo)志性建筑如北京火車站、北京展覽館、北京飯店等，都采用了消能減震技術(shù)進(jìn)行了加固?！跋軠p震技術(shù)一般用在比較高的建筑，對框架結(jié)構(gòu)、高層建筑比較有效，從行業(yè)來看，設(shè)計(jì)人員不太容易掌握，目前應(yīng)用受到一定程度的限制，這方面的推廣宣傳還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)。”

　　隔震技術(shù)在實(shí)踐中的抗震效果令人驚嘆。汶川地震后興建的蘆山縣人民醫(yī)院新門診綜合樓，在雅安地震中幾乎毫發(fā)未傷，正是采用了隔震技術(shù)，這幢設(shè)防烈度7度的建筑抵抗了8-9度的實(shí)際烈度，被網(wǎng)友稱為“樓堅(jiān)強(qiáng)”。

　　“很多網(wǎng)友說，蘆山縣人民醫(yī)院新門診樓是澳門援建的，所以結(jié)實(shí)，其實(shí)并非如此，它旁邊一個(gè)樓是香港援建的，圍護(hù)結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重,因?yàn)樗鼪]有用隔震技術(shù)。所以不是因?yàn)檎l援建的，也不是施工質(zhì)量問題，完全是新技術(shù)起了決定性的影響。”薛彥濤說。

　　“從建筑抗震技術(shù)上講，我們跟美國、日本等發(fā)達(dá)國家是齊肩的，從設(shè)計(jì)理論來講，中國也是比較先進(jìn)的，但是因?yàn)榻?jīng)濟(jì)條件所限，需要找到一個(gè)平衡。比如日本的房屋用鋼量很大，而且用的不是鋼筋，是型鋼，成本必然更高?！?

　　據(jù)薛彥濤觀察，汶川地震后，人們的抗震意識(shí)大為提升，對抗震技術(shù)的需求也更多。震后不久，成都的一個(gè)新建住宅小區(qū)采用了隔震技術(shù)；在山東的一個(gè)設(shè)防烈度很低的地方，一個(gè)開發(fā)商也斥資采用了隔震技術(shù)。“這些技術(shù)可能使每平米造價(jià)增加200-300元，一個(gè)大樓盤增加的成本就是幾千萬，開發(fā)商對成本是比較敏感的，但是汶川特大地震后，人們防震災(zāi)的意識(shí)增強(qiáng)了，一些開發(fā)商對建筑的抗震性能更加重視，愿意投入資金采用新技術(shù)?！?

　　隔震技術(shù)在中小學(xué)校舍加固、新建中也大量應(yīng)用，山西忻州市中小學(xué)校舍加固，采用了隔震技術(shù)，云南省近年在中小學(xué)校和醫(yī)院的建設(shè)中，強(qiáng)制規(guī)定要使用隔震技術(shù)。

　　薛彥濤認(rèn)為，隨著國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，以及新技術(shù)的推廣應(yīng)用，房屋的抗震性能也會(huì)越來越好，“作為研究人員，我們的工作就是要讓建筑物在地震中抗倒塌的技術(shù)更成熟、更完善，同時(shí)造價(jià)不會(huì)提高太多。”