攀枝花地震后的思考：要建不怕地震的房子

　　繼汶川大地震千萬(wàn)座建筑倒塌后，9月1日攀枝花6.1級(jí)地震，又造成四川、云南兩省一萬(wàn)五千多間受損或倒塌。當(dāng)我們從倒塌的亂石中找到遇難的同胞，我們悲痛欲絕之后，一定要認(rèn)真面對(duì)這樣的問(wèn)題：提高建筑質(zhì)量，提高房屋的抗震性......

　　怎么樣才能造出不怕地震的房子？近日，一位喜歡“磚”的結(jié)構(gòu)工程師在自己的博客里發(fā)表意見(jiàn)，其建筑理論與個(gè)人見(jiàn)地頗有意義，值得共賞......

怎么樣才能造出不怕地震的房子？

　　也許有人說(shuō)，專業(yè)上應(yīng)該叫抗震設(shè)計(jì)吧？其實(shí)設(shè)計(jì)雖然極為重要，但只是其中一個(gè)環(huán)節(jié)，況且抗震的抗字也不準(zhǔn)確。和大自然一味抵抗的思路是錯(cuò)誤的，應(yīng)該和自然討價(jià)還價(jià)，和睦相處。所以要采用耐震這類詞語(yǔ)。我們的設(shè)計(jì)原則是“小震不壞，大震不倒”。就是說(shuō)在汶川唐山這么大的地震下，建筑物不倒塌或者坍塌，讓人可以不死少傷，把傷亡率降到最低。無(wú)限抗震的房子在經(jīng)濟(jì)上是不存在的。

　　第一，選址。這次的山體滑坡的照片大家都看到了，地址錯(cuò)誤是致命的。即使建筑物再完整，也可能被整體掩埋，或被外物撞擊毀壞，或者整體滑入泯江。這只是從結(jié)構(gòu)上考慮，而選址牽涉交通政治經(jīng)濟(jì)各個(gè)層面，此不多述。

　　第二，結(jié)構(gòu)形式。剛才讀到一篇文章，建議中國(guó)淘汰磚混結(jié)構(gòu)。也許作者是學(xué)建筑學(xué)的，不是學(xué)建筑結(jié)構(gòu)的，說(shuō)得有點(diǎn)偏差。中國(guó)的磚混結(jié)構(gòu)主要用在多層，一般是六七層以下的建筑，大量的是住宅。而稍大跨度，低高層，中高層等，采用的是框架。再往上的高層，超高層就采用框筒，剪力墻，筒中筒等其他結(jié)構(gòu)形式。至于淘汰，可以欣慰地告訴各位，隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，中國(guó)近年來(lái)已經(jīng)逐步禁止使用預(yù)制板建筑，特別是那種在汶川廢墟中看到的空心板。比如四川省建設(shè)廳2003年頒布的“政策文件：關(guān)于在民用建筑中禁止使用預(yù)制混凝土板的通知”：

　　遺憾的是，對(duì)于全中國(guó)已建的大量預(yù)制板建筑，我們要花幾十甚至上百年來(lái)淘汰重建。中國(guó)的經(jīng)濟(jì)還沒(méi)有發(fā)展得那么快。個(gè)人覺(jué)得，磚混作為一種結(jié)構(gòu)形式，不可能，也沒(méi)有必要淘汰。隨著圈梁構(gòu)造柱的增多完善，百分之百的磚結(jié)構(gòu)已經(jīng)逐步不存在，和框架結(jié)構(gòu)的界限越來(lái)越模糊。（術(shù)語(yǔ)，這里磚結(jié)構(gòu)指靠磚墻承重）。當(dāng)然，美國(guó)的獨(dú)立住宅大都是木結(jié)構(gòu)，外面的磚墻或者文化石只是圍護(hù)和建筑要求，不承重。

　　第三，基礎(chǔ)。建筑物基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工是極難控制也是極其重要的。不均勻的沉降導(dǎo)致整個(gè)建筑失穩(wěn)，加劇了地震損失。不要忘記建筑物是造在地上的，而地震就是大地的水平垂直等綜合變形移動(dòng)。

　　第四，上部結(jié)構(gòu)。學(xué)結(jié)構(gòu)的都知道，抗震有個(gè)“強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的諺語(yǔ)。解釋一下：中國(guó)用不起大量的木材甚至鋼材，鋼筋混凝土還是主導(dǎo)。而混凝土抗壓不抗拉，鋼材就起著抗拉的角色。地震來(lái)時(shí)，有橫波縱波兩種基本波動(dòng)。橫波導(dǎo)致大地上下振動(dòng)，對(duì)建筑物并不可怕，因?yàn)橹袊?guó)的柱子的抗壓幾乎不是設(shè)計(jì)控制。（上下振動(dòng)對(duì)構(gòu)筑物，橋梁等則可能有同等危害。）而可怕的是縱向波，也叫疏密波，導(dǎo)致建筑物橫向振動(dòng)，這次汶川地震的房屋橫向振動(dòng)變形以米計(jì)算?。ㄕ駝?dòng)，不是震動(dòng)）。柱子的強(qiáng)度和側(cè)向剛度受到致命的摧殘。而梁的跨度相對(duì)于建筑物高度一般較小，又幾乎是受彎構(gòu)件，必須比相應(yīng)的柱子要弱些。一些不學(xué)結(jié)構(gòu)的抱怨廢墟中的梁太細(xì)小，我看了覺(jué)得不見(jiàn)得是壞事。

　　也許講得太深了，簡(jiǎn)單地說(shuō)，梁斷了，死半個(gè)房間的人，柱斷了，死一樓的人。我曾經(jīng)做了一個(gè)1米6高的28層樓模型作為我的論文，放在地震臺(tái)上晃動(dòng)。結(jié)果最下面兩層完全粉碎性坍塌，柱子全部破壞，然后導(dǎo)致整棟28層樓倒塌。這種破壞在臺(tái)灣921大地震和這次汶川地震中都得到了證實(shí)。所以很多高樓的人地震時(shí)往下跑，結(jié)果壓死在底樓，而留在樓上的反而只是受傷。

　　至于“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”則容易理解一些。學(xué)過(guò)焊接的知道，破鏡重圓，怎么也沒(méi)有原來(lái)的結(jié)實(shí)。梁和柱，柱和板的連接總是最薄弱部位。如果節(jié)點(diǎn)破壞，真?zhèn)€建筑就是一堆積木。當(dāng)然，節(jié)點(diǎn)是人工連接的，這也是為什么中國(guó)開(kāi)始淘汰預(yù)制建筑。而不作抗震設(shè)計(jì)的地方如新加坡，仍然大量采用預(yù)制建筑。

　　第五，施工質(zhì)量。混凝土的標(biāo)號(hào)，鋼筋的正確等級(jí)，數(shù)量，位置，施工方法與過(guò)程的正確。這個(gè)屬于監(jiān)理和建筑商的良心。不多述。

　　第六，裝潢。過(guò)渡的裝潢導(dǎo)致原來(lái)結(jié)構(gòu)的削弱，或者掛裝物本省的不穩(wěn)固，不經(jīng)結(jié)構(gòu)工程師的簽字的裝潢，都是地震中的殺手。

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　　第七，抗震思路。一個(gè)基本原理就是耗能。讓房子能夠變形、移動(dòng)，能多晃一會(huì)兒，彎彎扁擔(dān)，但是不倒。你看一下路過(guò)的汽車，在坑坑洼洼的路上，輪子上下直顛，但車?yán)锶瞬挥X(jué)得什么，因?yàn)橛昧藴p震系統(tǒng)。如果你愛(ài)運(yùn)動(dòng)，你見(jiàn)過(guò)一個(gè)摩托車手或者滑雪者從高速狀態(tài)跌下來(lái)，那種翻滾十幾圈的可能還活著，而一跌到位的十有九死?？拐鹪O(shè)計(jì)，要求構(gòu)件有耗能措施，比如墻板中不怎么受力的部位要故意做薄，地震一來(lái)墻碎了，但房子不倒。