怎樣的建筑能經(jīng)受地震考驗
■按照我國標準，建筑的抗震設防烈度在6度至9度，可以達到“小震不壞，中震可修，大震不倒”的程度?！爸姓稹?，是建筑物要達到所在地區(qū)在烈度區(qū)劃圖中劃定的烈度標準?！靶≌稹薄ⅰ按笳稹?，是在這個標準下調(diào)、上浮1.55度至1度。也就是說，在發(fā)生地震時，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間。
■汶川地震后，中國建筑科學研究院抗震所推廣了兩項建筑抗震的新技術，一個是建筑隔震技術，一個是消能減震技術。隔震技術是在建筑物底部與地基之間，增加適當?shù)木彌_物，使建筑物在受到地震波作用后的加速度反應大大減弱，達到防護目的；消能減震技術，是在建筑結(jié)構(gòu)中增加各種“阻尼器”，提供阻力來耗減運動能量。
地震預報是目前尚未解決的世界難題，事實上，有相當多的強震發(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、讓建筑的抗震性能更強就成為一個重要課題，世界各國也都將重點放在這一課題上。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，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，推進《建筑抗震設計規(guī)范》提升
2008年5月12日14時28分，四川汶川發(fā)生里氏8.0級地震。地震發(fā)生后，中國建筑科學研究院緊急調(diào)派了三個專家組，分別趕赴都江堰、德陽、綿陽，與當?shù)貙＜乙黄饘φ饟p房屋，包括公共建筑、工業(yè)建筑、居住建筑進行應急鑒定工作。
國家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心總工程師邸小壇，是赴綿陽專家組的“領隊”?；貞浧?年前深入綿陽調(diào)查建筑物震害時的情形，他感觸很深。
“綿陽的情況比較特殊，它的設防烈度只有6度，屬于低烈度區(qū)，而實際遭受的烈度是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60年代以后的建筑，有4000萬平米，根據(jù)綿陽市建設局的統(tǒng)計，沒有一棟房屋倒塌，我們在現(xiàn)場也沒有看到塌的，但是有損壞比較嚴重的?！?
綿陽周邊的情況就不一樣了，農(nóng)村自建房倒塌嚴重，“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，原先認為北川的房屋倒塌是由山體滑坡、泥石流等次生災害引起的，實際上很多倒塌是地震直接造成的?！臂⌒Z氣有些沉重。
建筑抗震設計是按烈度設計，不是按震級設計。邸小壇說，很多人把烈度8度誤解為震級8級?！罢鸺壷桓卣疳尫拍芰康亩嗌儆嘘P，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《中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖》和《中國地震動反應譜特征周期區(qū)劃圖》，規(guī)定了每一個地區(qū)建筑的抗震設防烈度?！?
按照我國建筑工程抗震設防分類標準，建筑的抗震設防烈度在6度至9度，可以達到“小震不壞，中震可修，大震不倒”的程度?！爸姓稹保墙ㄖ镆_到所在地區(qū)在烈度區(qū)劃圖中劃定的烈度標準?！靶≌稹?、“大震”，是在這個標準下調(diào)、上浮1.55度至1度。也就是說，在發(fā)生地震時，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瞬間倒塌，從而給人留出逃生時間。
綿陽城區(qū)在汶川地震中遭受的實際烈度正好超過了設防烈度1.5度，4000萬平米的房屋沒有倒。邸小壇說，事實上，綿陽上世紀60年代到80年代建的房屋，是按過去的設計規(guī)范設計的，并沒有達到設防烈度6度的基本要求，“6度設防的房子應該加一些構(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，其次老房子設計的房間小、窗小，墻的面積大，所以扛住了這次地震?！?
地震后，綿陽的建筑設防烈度由6度提高到7度，《建筑抗震設計規(guī)范》也很快進行了修編，為災后重建提供標準和依據(jù)。邸小壇認為，建筑質(zhì)量分兩個方面，設計質(zhì)量和工程施工質(zhì)量，而設計質(zhì)量與《規(guī)范》的提升有關?！拔覈慕ㄖ拐鹨?guī)范是在一次次災難教訓中逐漸提升改善的。1966年河北邢臺地震，引起有關部門重視，于1974年頒布《建筑抗震設計規(guī)范》；1978年唐山大地震后，參考國外經(jīng)驗，規(guī)定磚房應該設圈梁和構(gòu)造柱；1989年抗震設計規(guī)范又進一步提高了標準。汶川特大地震后，安全標準進一步提升，監(jiān)管也更嚴格，對學校、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
中國建筑科學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，他都在第一時間趕赴災區(qū)進行震害評估。
汶川地震發(fā)生后，薛彥濤與抗震所的幾位同事于5月14日晚抵達都江堰，這個組原本要進入汶川縣城，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情況的應急調(diào)查?！拔覀兣赖蕉冀咦罡叩囊粋€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?。
都江堰市建筑設防烈度是7度，地震實際影響烈度為8-9度，專家組調(diào)查發(fā)現(xiàn)，倒塌嚴重的房屋多為上世紀90年代中期以前的房屋，按照新《建筑抗震設計規(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，我們對鋼筋混凝土框架這部分的設計加強了。”
汶川地震中，許多地區(qū)遭遇的實際烈度比房屋設防烈度高很多，包括震中的映秀、北川，設防烈度平均7度，而實際烈度是11度。“從房屋設計角度，按設防烈度11度是設計不出來房屋的，這樣的建筑可能就是個混凝土的殼了，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。”
時隔5年，蘆山地震讓建筑物抗震設計的話題重回公眾視野。薛彥濤在對雅安及蘆山等地進行評估后認為：“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。蘆山縣設防烈度7度半，實際遭遇烈度為8度，蘆山縣城的房屋，雖然很多圍護結(jié)構(gòu)、圍護墻破損嚴重，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?！毖J為，蘆山地震中建筑受損程度比較低，與汶川地震后雅安進行了一系列加固、新建有關。并且汶川地震后，教育部和住建部對全國的中小學校舍包括醫(yī)院做了抗震能力的鑒定和檢查，對有問題的房子進行了加固。因此雅安、蘆山的中小學校舍基本完好。
“關于農(nóng)村自建房，因為村鎮(zhèn)建筑的地方性特點非常突出，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，我們也制定了一套標準規(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?！毖f。
事實上，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，已初顯成效，政府給予新建安居房一定補貼，然后集中培訓工匠進行施工，按照一定抗震標準來建設。在2011年新疆伊犁6.0級地震中，抗震安居房經(jīng)受住了考驗。
抗震意識，促使建筑抗震新技術推廣
薛彥濤說，汶川地震后，建研院抗震所推廣了兩項建筑抗震的新技術，一個是建筑隔震技術，一個是消能減震技術?！笆聦嵣衔覀兩鲜兰o90年代就在研究，2000年左右開始推，但是因為沒有發(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，這兩項技術的應用范圍越來越廣?！?
薛彥濤介紹說，隔震技術是在建筑物底部與地基之間，增加適當?shù)木彌_物，使建筑物在受到地震波作用后的加速度反應大大減弱，達到防護目的，隔震技術多用于低矮的或中高層建筑，行業(yè)認知度比較高。消能減震技術，是在建筑結(jié)構(gòu)中增加各種“阻尼器”，提供阻力來耗減運動能量，在1998年啟動的首都防震減災示范區(qū)中，北京的一些標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進行了加固?！跋軠p震技術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，設計人員不太容易掌握，目前應用受到一定程度的限制，這方面的推廣宣傳還應當加強。”
隔震技術在實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，這幢設防烈度7度的建筑抵抗了8-9度的實際烈度，被網(wǎng)友稱為“樓堅強”。
“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，其實并非如此，它旁邊一個樓是香港援建的，圍護結(jié)構(gòu)破壞嚴重,因為它沒有用隔震技術。所以不是因為誰援建的，也不是施工質(zhì)量問題，完全是新技術起了決定性的影響。”薛彥濤說。
“從建筑抗震技術上講，我們跟美國、日本等發(fā)達國家是齊肩的，從設計理論來講，中國也是比較先進的，但是因為經(jīng)濟條件所限，需要找到一個平衡。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，人們的抗震意識大為提升，對抗震技術的需求也更多。震后不久，成都的一個新建住宅小區(qū)采用了隔震技術；在山東的一個設防烈度很低的地方，一個開發(fā)商也斥資采用了隔震技術?！斑@些技術可能使每平米造價增加200-300元，一個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，人們防震災的意識增強了，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。”
隔震技術在中小學校舍加固、新建中也大量應用，山西忻州市中小學校舍加固，采用了隔震技術，云南省近年在中小學校和醫(yī)院的建設中，強制規(guī)定要使用隔震技術。
薛彥濤認為，隨著國家經(jīng)濟實力的增強、規(guī)范標準的不斷提高，以及新技術的推廣應用，房屋的抗震性能也會越來越好，“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更成熟、更完善，同時造價不會提高太多?！?/font>
