汶川震后重建的建筑质量和房屋结构话题

　　专家支持：

　　林焕枢 北京市建筑设计研究院原结构主任工程师、教授级高级工程师

　　吴益淳 北京东方畅想建筑设计有限公司结构室主任、国家一级注册结构工程师

　　2008年5月12日14点28分，时间在这一刻凝结。

　　从那一刻起，四川汶川，国人焦急、忧虑的目光就不曾从这里离开。

　　危急时刻，党和国家领导人来了，解放军、武警官兵、民兵预备役、公安干警来了，志愿者来了，新闻记者来了，各地救援大军争分夺秒地从祖国的四面八方向这里汇聚……

　　在这场英勇顽强、气壮山河的抗震救灾斗争中，大批被困群众得到营救，大批受伤人员得到救治，受灾群众被转移到安全地带，整个抗震救灾工作正在有序推进……

　　抗震救灾，重建家园，汶川大地震灾区劫后余生的人们，带着对逝者的哀思，怀着对未来的憧憬，在全国人民的支持和帮助下，以巨大的勇气和力量，开始了重建一个更安全的家的进程……

　　重建家园通盘考虑

　　5月23日晚，国务院抗震救灾总指挥部第13次会议在列车上举行。会议研究部署卫生防疫工作，决定成立灾后重建规划组。会议指出，灾后重建是一项长期而艰巨的任务，首先要做好规划。要在国家汶川地震专家委员会进行现场调查研究、科学论证、地质地理条件评估和建设项目科学选址的基础上，抓紧制定灾后恢复重建规划的总体方案，争取三个月内完成。

　　之前的5月22日，四川省建设厅发布了《关于做好地震重灾区过渡安置住房建设工作的紧急报告》。依据报告，建设部牵头发起了在全国组织援助四川100万套过渡安置房行动，8月10日前分三期完成安置房建设。目前，建设部和省建设厅已派出近100名专家，分赴重灾区指导各地安置规划选址工作。

　　再稍早前，住房与城乡建设部副部长黄卫表示，由全国各省市建筑队伍建设的首批25万套过渡房将在1个月内完工。同时，沿用多年的国家房屋抗震标准也会提高，以增强今后新建房屋的抗震能力。目前已有数百位专家在研究讨论新的房屋抗震标准。

　　四川省教育厅有关负责人近日则宣布，下一步灾区就要考虑规划建设新的校舍。这位负责人指出，在新校舍建设时，还需要使用临时校舍，临时校舍也一定会考虑安全性能。由于在地震中倒塌的校舍有的存在建筑质量、设计方面的缺陷和问题，未来灾区的新校舍肯定会科学规划，合理设计，尤其是抗震能力要达到8级以上，届时教育部门、规划部门一定会邀请地震局专家和建筑设计院工程师共同参与灾区新校舍建设。

　　“建议新建房屋提高两个设防烈度”

　　地震是由于地壳构造运动使岩层发生断裂、错动而引起的地面振动。地壳深处发生岩层断裂、错动的地方称为震源，震源正上方的地面称为震中。震源至地面的距离称为震源深度，一般深度小于60千米的地震称为浅源地震；60~300千米的称为中源地震；大于300千米的称为深源地震。这次四川汶川地震震源深度为10~20千米，属于浅源地震，造成的破坏也就比较大。

　　地震的能量是以地震波的形式传播的，震级与地震释放的能量有下列关系：lgE=1.5M+11.8，其中M为震级，E为地震释放的能量。由上式可知，当地震震级次相差一级时，地震能量相差近32倍。

　　地震烈度是指地震时在一定地点震动的强烈程度，根据破坏程度不同可分为1~12度，这次汶川地震为里氏8.0级，在震中产生的地震烈度达到11度，多数房屋倒塌，公路桥梁损毁严重，而地震传到千里之外的北京时，由于能量的损耗，产生的烈度只有4度左右，对人们的工作、生活基本不造成影响。

　　就建筑物的抗震设计，建筑结构设计专家指出，确定各地区的基本设防烈度是建筑结构抗震设计的前提。《建筑抗震设计规范》（以下简称《规范》）中对于我国主要城镇的抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组都作了详细的规定。比如北京市，除了昌平、门头沟外的11个市辖区抗震设防烈度为8度；这次汶川地震的重灾区北川、绵竹、汶川、都江堰的抗震设防烈度均为7 度，而德阳、绵阳、阿坝等地区的抗震设防烈度只有6度。

　　就此，汶川地震专家委员会成员、中科院院士腾吉文建议，灾后新建房屋的抗震能力应提高到9个烈度。这一标准，是国家设防的最高标准。腾吉文表示，重建选址必须经过详细的地震烈度评价，由于汶川地处龙门山地震断裂带，房屋的抗震烈度应该提高两个设防烈度。“如果按照这一标准，建设投资大体要提高10%左右，国家应该能承担，总比完全毁掉要强。”腾吉文表示。

　　小震不坏 大震不倒

　　如果遭受到高于本地区基本设防烈度的地震时，建筑物就一定会倒塌吗？答案是否定的。建筑结构设计专家指出，根据我国的实际情况，《规范》提出了“三水准”的抗震设计设防目标：

　　第一水准：当遭受到多遇的低于本地区设防烈度的地震（简称“小震”）影响时，建筑一般应不受损坏或不需要修理仍能继续使用。

　　第二水准：当遭受到本地区设防烈度的地震（简称“中震”）影响时，建筑可能有一定的损坏，经一般修理或不经修理仍能继续使用。

　　第三水准：当遭受到高于本地区设防烈度的地震（简称“大震”）影响时，建筑不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。这三水准概括起来说，就是“小震不坏，中震可修，大震不倒”。

　　此次地震发生后，人们在对这次人类的劫难悲痛震惊之余，也把目光投向建筑质量。质疑者中，有废墟现场抢救者，有遇难者家属，也有业内人士。有人提出，既然国家规定了“三水准”的抗震设防目标，那为什么这次汶川地震还造成这么多房屋垮塌损毁？建筑结构设计专家就此指出，应该说，这里的原因是多方面的，我们不排除施工质量所致的可能性，但这要由相关的房屋质量鉴定专家进行现场勘验、分析后才能做出判断。而除了施工质量的原因外，还有两个主要可能因素，即建造时间和房屋结构形式的影响。

　　1976年河北唐山大地震后，国家意识到建筑结构抗震的重要性，于1978年推出了《工业与民用建筑抗震设计规范》（简称“78规范”），首次明确把抗震设计纳入到建筑结构设计之中。但由于当时国家的经济发展水平还比较落后，不可能一下子投入很多资金用于建筑物抗震设计，因此“78规范“制定的抗震标准相对是较低的。随着国民经济的飞速发展，综合国力的不断增强，我国先后于1989年和2001年对《规范》进行了两次大规模的修订，建筑抗震设防标准有了很大的提高，相应的房屋安全性也有了很大的提升。在这种情况下，同样是8度抗震设防，1980年建造的房屋跟2005年建造的房屋在抗震性能上就存在很大的差别，原因就是二者执行的抗震设防标准有很大的不同。

　　关注建筑物的延性

　　建筑结构设计专家指出，现代建筑物的结构形式主要分为砌体结构、钢筋混凝土框架、框架-剪力墙、剪力墙结构以及钢结构。20世纪80年代以前的房屋以及现在的部分多层居民住宅楼多采用砌体结构，这种结构体系最大的优点就是具有很好的经济性，但缺点是由于结构的主要抗侧力构件由砌体砌筑而成，整个结构延性比较差，在地震力作用下很可能发生脆性破坏，造成整体结构垮塌。唐山大地震以后，《规范》对于砌体结构的构造措施作了很严格的规定：比如在8度区限制了房屋的层高不宜超过3米，总高度一般不超过18米；在楼层处设置圈梁；在平面关键部位设置构造柱等。这些措施保证了砌体结构同样能具有较好的延性。

　　建筑结构设计专家同时也指出，但在“78规范”推出以前建造的砌体结构房屋中，这方面的抗震措施比较少，再加上楼板多采用装配式预制板，整体性比较差，在地震作用下很容易造成垮塌，我们从一些灾区发回的图片中可以很清楚地看到，这次汶川地震倒塌的房屋中，有相当一部分是属于这种情况。

　　从设计形式上加强建筑物抗震能力

　　就此次受灾地区灾后重建中建筑设计形式的选择，建筑结构设计专家提出了自己的建议。专家介绍说，20世纪80年代以后，随着高层建筑的不断增多，现浇钢筋混凝土结构得到了广泛的应用，主要包括框架、框架-剪力墙、剪力墙等一些结构形式。这些结构的主要抗侧力体系由钢筋混凝土柱、剪力墙构成，整体结构具有很好的延性，自然抗震性能也有了很大的提高。框架结构多用于多层的公共建筑，例如商场、学校、办公楼等，南方一些城市的住宅也多采用这种结构形式。而剪力墙结构则多用于高层的居民住宅或一些空间要求不大的高层公共建筑中。框架-剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点，既保证了建筑整体具有足够的抗侧刚度，又满足了建筑物对于空间的要求，从而广泛应用于各种高层公共建筑中。

　　展望建筑物抗震性能技术的发展趋势，建筑结构设计专家指出，为了把混凝土结构和钢结构的优点结合起来，一种新型的结构形式——劲性钢筋混凝土结构随之诞生，即在原有的钢筋混凝土柱和剪力墙中加入型钢，既提高了抗侧力构件的强度，增强了整体结构的抗震性能，又解决了钢结构耐火性能差的问题，取得了很好的效果。目前这种结构形式在我国的应用，主要是在一些超高层建筑的底部加强部位及框支转换结构中的转换构件中。相信随着我国综合国力的进一步增强，这种结构形式将会得到更加广泛的应用，同时也希望，在灾区重建中，在部分需要特别加强抗震能力设计的建筑上可以予以运用。