应当认真研究建筑抗震问题
在四川地震灾区抗灾,亲眼看到很多开裂、倒塌、破坏的各样房屋建筑,感觉我们学建筑工程的人很有社会责任,应当认真地研究建筑抗震问题,从地震造成的建筑破坏中汲取经验,造福我们的子孙。
在地震对人的伤害中,比例最多的是建筑物破坏造成的人员的上海,在这次四川汶川大地震中,现在的数字是69000人死亡,估计总数最后有可能接近10000人,除少量山体滑坡、山石滚落受伤外,绝大部分都是建筑物造成的伤害。
在绵阳,江油看到的各种建筑损坏,对建筑抗震设计有了很鲜明、很直观的理解。如果我们不认真去对待地震对建筑的影响,在地震来临时我们的建筑就将是害人的物体,是棺材,而我们这些从事建筑工作的人就是千古罪人。
从我的观察分析,建筑地震损坏有两大类:
(1) 由于没有进行设计,随意施工建设,造成破坏。这主要是众多农村建筑。
(2) 城市建筑由于结构设计上对抗震设计的忽视,或是不合理的设计,造成的损坏。
对第(1)种情况, 主要是由于经济条件和认识的缺乏。农民没有太多的钱,缺钱就总想省钱,于是房子越盖越便宜,自然在材料、结构安全度方面都存在很多问题。如:只用简单的砖砌墙,没有构造柱,砖墙是不能抵抗地震时产生的强大的水平剪力的,于是,这样的建筑在很短的时间内就会跨塌。
对第(2)种情况,要完善结构设计中对抗震的要求,重视节点设计。应使设计建造的建筑能够作到:
(A)不会完全彻底地跨塌,即使有较大的变形,也不会是毁灭性的,在一定时间内对人有一定的保护作用。
(B)建筑物在地震中变形、损坏期间没有过大的构件对人员造成损害。
在江油看到的建筑地震损坏有以下几种:
(1) 建筑物表面破坏,瓷砖脱落,饰面材料开裂、脱落,角部建筑材料破坏。
(2) 开裂,主要是沿45度主拉应力产生的破坏,典型的地震裂缝。
(3) 填充墙体脱落、倒塌,主要原因是填充墙体中缺少构造柱,墙体材料与主支撑柱、梁没有有效连接。
(4) 开间过大的结构,弧形、突出、尖耸结构破坏。如学校、医院建筑、展览馆等大开间建筑。
(5) 由于地震的“鞭梢效应”,高耸建筑顶端建筑水平位移过大造成的损坏。
(6) 附加装饰结构,如女儿墙、门楼、附加雕像、装饰品损坏,破坏。
在江油看到各种地震后的建筑,有以下感觉:
(1) 采用剪力墙的建筑,如旅馆,高层住宅的破坏程度要好于采用框架结构的建筑。
(2) 住宅建筑,由于开间较小,造成的损坏比较小,要低于公共建筑的损坏。
(3) 异型结构,如悬挑、尖耸等结构破坏较多。从抗震的角度看,凡是不符合力学原理的设计,或是凡不符合力学中力的传递抵抗的设计都是不能满足抗震设计的。
(4) 高耸建筑的顶端,地震中的“鞭梢”效应是很明显的,水平力有明显的扩大效应,高大建筑顶端的孤耸建筑会有很大损坏,甚至对人员造成伤害。
(5) 建筑外表装饰,附加荷载如广告等在地震时容易产生损坏。外表的金属质饰面材料,如铝扣板、金属饰面板等不容易损坏。但这种表面上的完整并不意味着其下的结构没有损坏。
(6) 筒中筒结构是最安全的抗震结构形式。
一些初步的结论:
(1) 建筑物设计中必须考虑抗震设计,即使概率较小也要考虑抗震要求;
(2) 应当最大程度地避免建筑在地震时整体坍塌,避免毁灭性的损坏。
(3) 要有必要的节点、结构设计要求,这些设计是不能通过计算进行的,只有依据经验和力学趋势来确定。
(4) 建筑就是建筑,不是雕塑,人要使用建筑,要在建筑里居住、生活,安全是第一的,不要在建筑设计上过于追求造型的奇特。北京正在建设的中央电视台开口的新台址就是这方面最典型的反面教材。
(5) 要减少在建筑物上的附加物体,如广告、灯、标识派、牌匾等。
还有一点最重要的,要对农村建设房屋进行必要的社会干预,制定要求,标准,以保证建筑符合抗震要求,不要让农村建筑成为建筑管理的空白。
以上是我从四川地震中建筑损坏情况中获得的一些启发,也许对我们进行建筑设计、施工会有帮助,真要这样做了,也许能够拯救很多无辜的生灵。