关于提高房屋抵抗地震破坏能力的建议

关于提高房屋抵抗地震破坏能力的建议——汶川大地震的反思

林　颖

（中国建筑西南设计研究院、成都市老科协，四川，成都，610000）

“5·12”汶川大地震发生后，从中央到地方迅速展开了抗震救灾工作，在党中央和国务院及各级政府的组织领导下，全国军民齐动员，取得了举世瞩目的抗震救灾的巨大成绩。

面对这样的自然灾害，大地震造成了生命财产的巨大损失，令人痛心不已。痛定思痛，作为一种自然灾害，人类无法控制它的发生，但我们可以最大限度地减轻地震灾害造成的各种损失。汶川大地震向我们提出了这样的一些问题：为什么那么多的房屋在地震时倒塌？为什么那么多的设施被破坏？为什么那么多的鲜活的生命顷刻间消亡？难道这些都是不可避免、无法改变的吗？

如何实现地震时最大限度地保护人类生命财产免遭巨大损失，使房屋及各种设施在地震作用下仍能保持完好的问题得以解决，这一要求的迫切性应引起我们的高度重视。围绕这一问题，提出以下建议。

一、为了防止地震造成人员生命及财产损失，地震时保持房屋的完好是关键

地震发生时，房屋倒塌和破坏是造成人员伤亡及财产损失的主要原因。我们设计和建造的房屋应该是能经受得了地震冲击的安全场所，也即是说，地震时房屋应仍保持完好。

二、了解地震时房屋破坏、倒塌的原因

地震时房屋破坏、倒塌的原因是多方面的。除少数非正规设计建造的房屋外，通过正规的按抗震设计规范“硬抗”方法设计的房屋也会因实际烈度等于或超过当地设防烈度而使房屋遭受破坏甚至倒塌。我国现行抗震设计规范对“硬抗”方法抗震设计的房屋的抗震设防目标是：当遭受低于本地区抗震设防烈度的遇地震影响时，一般不受损害或不需修理可继续使用；当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用；当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时，不至倒塌或发生危及生命的严重破坏。实际上由于各种各样的复杂的因素制约，房屋在各种程度地震发生时的后果也难以完全按我们设定的目标实现。汶川地震前，汶川、北川、安县、绵竹、都江堰、青川、彭州、什邡等地按国家《中国地震动参数区划图》规定，设防烈度都为7度，然而，汶川地震时当地烈度最高达11度，换句话说，烈度为11度时，当地房屋所受到的地震在房屋上产生的惯性力（即破坏力）是7度时的16倍，这样巨大的破坏力房屋无论如何是承受不了的。

三、科学制定应对措施，提高房屋抵抗地震破坏的能力

在不断探索地震运动规律、不断积累人类对地震危害的经验基础上，通过观察、实验、分析和实践，人类在设法减轻地震灾害上不断取得了可喜的进展，人类居住的房屋在地震时的安全程度也在不断地提高，正如上一节所述，在房屋抗震设计上，目前主要还是采用所谓“硬抗”方法，这种方法即是对房屋身上施加各种“强身”措施，以抵抗地震的冲击。然而，这些“强身”措施毕竟是有限的，它和地震的破坏力相比，相差实在是太悬殊了，地震后受损的房屋仍会对人的生命造成不同程度的危害。为了更好地免除地震造成的损失，人类的思想拓宽了，在抵抗地震作用的设计思想和设计方法上有了突破性的进展，这个进展集中表现在抗震设计从传统的“硬抗”朝着隔震和主、被动控制（消能）的方向发展，这是变当前抗震设计方法由“被动挨打”向“主动调控”转化，使房屋的抗震水平从原来的“小震不坏、大震不倒”上升到“大震不坏”的高度。

房屋隔震和主、被动控制和“硬抗”设计两者应根据建筑抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件、建筑结构方案和建筑使用要求科学地、合理地分别采用。为适应这项工作开展，建议采取积极措施，发挥各相关部门系统的协同作用，建立推广应用房屋隔振和主、被动控制方法的平台，发挥其宣传、组织、管理、设计、施工和使用等各方面协同作战的功能。

四、推广和应用房屋隔震和主、被动控制方法的依据

我国2001年经重新修订颁布的中华人民共和国国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011—2001已将房屋“隔震和消能设计”作为设计技术法规专门设为一章列入建筑抗震设计规范中。据此，就为建造在发生地震时能最大限度地保护房屋免遭破坏的该设计方法的采用提供了技术和法律保证。

五、应用隔震和主、被动控制方法和“硬抗”设计方法的工程设计经济比较

工程实例1：隔震工程——联合国隔震样板工程，地点：中国汕头，工程名称：汕头市金园区陵海路隔振住宅楼，结构形式：8层钢筋混凝土框架结构，设防烈度：8度。

本工程由两幢完全相同的住宅楼组成，一幢按常规抗震设计建造，另一幢采用基底隔震设计建造。其两种情况的造价对比如表1所示。

表1　汕头隔震与非隔震房屋造价对比

工程实例2：上海东方明珠电视塔，地点：上海，塔高：460m，采用调频质量阻民装置，也即采用结构被动控制方法以减小地震（水平地震和竖向地震）及风震作用的影响。设计者在该工程总结材料“上海东方明珠电视塔风震TMD控制装置应用研究”一文中指出：“由于控制装置的隔震消能和吸震耗能作用，结构设计对结构的抗力体系及构件的抗力指标要求得到降低，使结构方案有条件突破现有结构抗力体系和降低结构控制体系总造价”。