【導(dǎo)讀】theproblemiswhere?

　　

【正文】 而倒塌或破壞的建筑造成的，通常，占地震傷亡人數(shù)的95％。僅有不足 5%的人員傷亡是直接由地震及地震引發(fā)的水災(zāi)、山體滑坡等次生災(zāi)害導(dǎo)致的，而沒有抗震加固措施的磚混結(jié)構(gòu)（磚墻加未拉結(jié)的預(yù)制混凝土樓板）造成的災(zāi)難尤為慘烈。 在大地震中房屋倒塌如此之多，人員傷亡如此慘重，究竟問題出在何 處？一種觀點(diǎn)是：由于地震強(qiáng)度大，房屋建設(shè)疏于防范，設(shè)計(jì)上沒有嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，再加上存在一定的偷工減料現(xiàn)象。對(duì)于這一點(diǎn)，是不可否認(rèn)的人為原因，它是行政管理機(jī)制和建設(shè)施工行為方面的漏洞，是人自身方面的原因。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，汶川地區(qū)欠發(fā)達(dá)，建筑房屋多以傳統(tǒng)的磚混結(jié)構(gòu)為主，且年久失修，已無法應(yīng)對(duì)7 級(jí)以上的地震，其實(shí)磚混結(jié)構(gòu)房屋大量倒塌，并造成慘重人員傷亡的現(xiàn)象，早已在 1976 年唐山大地震上出現(xiàn)過。這一種觀點(diǎn)從建筑本身結(jié)構(gòu)上予以分析，需要我們科學(xué)對(duì)待地震，在結(jié)構(gòu)抗震性能上認(rèn)真加強(qiáng)，保持建筑物不倒，來最大限度的減少人員傷 亡，至少不會(huì)像現(xiàn)在呈現(xiàn)在人們面前的如此恐怖。在四川省僑務(wù)部門對(duì)地處重災(zāi)區(qū)的 69 所“僑心學(xué)?！钡恼{(diào)查中發(fā)現(xiàn)。受損學(xué)校 41 所，其中嚴(yán)重受損 18 所輕微受損 23 所，上述僑心學(xué)校無一坍塌。據(jù)應(yīng)急評(píng)估專家回來講，凡是磚混結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆樓板并加構(gòu)造柱的且按正規(guī)設(shè)計(jì)并把好質(zhì)量關(guān)的均沒有倒塌，更別說框架結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)了。結(jié)構(gòu)已是抗震的最后一道防線，由此來看結(jié)構(gòu)的選擇對(duì)于建筑物抗震性能的影響非同一般。 ２ .地震帶結(jié)構(gòu)的選擇 地震倒塌的房屋中，磚混結(jié)構(gòu)的占絕大部分，先分析一下磚混結(jié)構(gòu)。磚混結(jié)構(gòu)是混合結(jié)構(gòu)的一種，采用磚墻來承重，由于施工 方面，建筑造價(jià)低等原因，幾十年來一直是我國(guó)民用建筑的傳統(tǒng)形式，比較適合開間進(jìn)深小，房屋面積小，多層或低層的建筑?？箟盒阅芎檬瞧湟淮髢?yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)同樣突出：自重大，強(qiáng)度低，使砌體結(jié)構(gòu)承受的地震力也相對(duì)增大；砌筑工程繁重，基本采用人工方式砌筑，勞動(dòng)量大，效率低下；黏土用量大，往往占用農(nóng)田，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；由于砌筑砂漿和磚石、砌塊間的粘結(jié)力差，無筋砌體的抗拉、抗彎及抗剪強(qiáng)度低，抗震及抗裂性能差且施工質(zhì)量難控制，很容易對(duì)結(jié)構(gòu)破壞，是剛性結(jié)構(gòu)，為此地震多發(fā)區(qū)應(yīng)慎用這種建筑結(jié)構(gòu)。對(duì)于磚混結(jié)構(gòu)的房屋有以下幾個(gè)震害特征：（ 1）墻體破壞，水平地震作用使砌體房屋中的墻體受剪受彎。當(dāng)與水平地震作用方向平行的墻肢截面高寬比接近 1 時(shí)，墻體以剪切變形為主；在剪力和豎向壓力共同作用下，墻內(nèi)主拉應(yīng)力超出砌體強(qiáng)度，墻體出現(xiàn)斜裂縫；由于地震的反復(fù)作用，兩方向斜裂縫交叉成 X 形；當(dāng)墻肢高寬比較小時(shí)，則在墻體中間部位出現(xiàn)水平裂縫。（ 2）縱橫墻連接處破壞?？v橫墻連接處是砌體房屋的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，地震時(shí)縱橫墻相互作用，在交接出產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)致縱墻向外傾斜或倒塌。（ 3）突出屋面的附屬結(jié)構(gòu)破壞。突出屋面的房頂間、女兒墻等附屬結(jié)構(gòu)，由于地震時(shí)的“鞭端效應(yīng)”影響，水平 位移比較大，與結(jié)構(gòu)缺乏可靠連接時(shí)，常發(fā)生倒塌破壞。 震害統(tǒng)計(jì)表明，在強(qiáng)烈的地震作用下，多層砌體房屋主要是墻身與構(gòu)件的連接破壞，且房屋層高大，層數(shù)多，震害相對(duì)越嚴(yán)重。該結(jié)構(gòu)房屋因限于砌體材料本身的特性（延性差），加上結(jié)構(gòu)整體性也比較差，在地震作用下極易出現(xiàn)開裂、破壞甚至倒塌現(xiàn)象。歷次地震已經(jīng)證明了這一點(diǎn)，汶川地震又是一次代價(jià)慘重的證明！ 至于框架結(jié)構(gòu)，它是由梁、柱、基礎(chǔ)三種構(gòu)件共同承重，框架間由連系梁和樓面結(jié)構(gòu)連成整體，墻體僅作填充隔斷，不受力，所以房間布置靈活，門窗大小形狀較自由，多用于 7 度以上抗震 結(jié)構(gòu)和大空間結(jié)構(gòu)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度較小，屬于柔性結(jié)構(gòu)，側(cè)向位移大，在水平荷載作用下，變形曲線為剪切型。通過合理設(shè)計(jì)，框架結(jié)構(gòu)能承受較大變形，并能有效吸收消耗地震能量，但過大層間變形會(huì)引起非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞，故變形應(yīng)控制在一定范圍。在地震中，地震力使結(jié)構(gòu)通過變形而積聚的能量（變形能）越來越大，變形與應(yīng)力是成正比例的，如果達(dá)到極限強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)就會(huì)破壞，對(duì)于脆性的磚混結(jié)構(gòu)，不易變形從而吸收了能量，強(qiáng)度也小，最容易破壞，反過來框架結(jié)構(gòu)的自振周期在 秒以上，又是彈塑形的，可以積聚一定的能量，所以不易破壞。一個(gè)典型的例 子是上世紀(jì) 76 年前唐山蓋的面粉廠，由于套用了烏魯木齊市的框架設(shè)計(jì)圖紙， 8 度防震，在 11 度強(qiáng)烈地震也未破壞。 另一種比較好的結(jié)構(gòu)就是框剪結(jié)構(gòu)，它是框架結(jié)構(gòu)和剪力墻兩種體系的結(jié)合，吸取了各自的長(zhǎng)處，其變形是剪彎型，具有良好的抗側(cè)力性能，相比較框剪結(jié)構(gòu)無論從抗震、穩(wěn)定性、房屋堅(jiān)韌性上等都優(yōu)于磚混結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)，在地震中，框架和剪力墻成為房屋的“兩道防線”，增加了結(jié)構(gòu)體系的剛度和強(qiáng)度，是個(gè)柔性結(jié)構(gòu)。 ３．框架抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問題 首先，抗震地震帶框架結(jié)構(gòu)優(yōu)先考慮現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)體系，其次是裝配整體式框架結(jié)構(gòu)體系， 很少采用裝配式，無論是現(xiàn)澆框架式還是預(yù)制框架式，均應(yīng)盡量符合“強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)壓弱拉，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的抗震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，使框架結(jié)構(gòu)具有合理抗震破壞機(jī)制 ——— 梁鉸側(cè)移機(jī)制，達(dá)到規(guī)范對(duì)框架抗裂設(shè)防的目標(biāo)要求。當(dāng)按一級(jí)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，現(xiàn)澆框架混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于 c30；按二~四級(jí)設(shè)計(jì)時(shí)不低于 c20。其次，抗震框架柱截面尺寸應(yīng)滿足規(guī)范對(duì)軸壓比限值要求，它是影響框架柱破壞形式和變形能力的重要因素。再者，抗震驗(yàn)算時(shí)不同的樓蓋及布置 (整體性 )決定了采用剛性、剛?cè)?、柔性理論?jì)算?？拐痱?yàn)算時(shí)應(yīng)特別注意場(chǎng)地土類別。 8 度超過 5 層 有條件時(shí)，盡量加剪力墻，可大大改善結(jié)構(gòu)的抗震性能?？蚣芙Y(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)成雙向梁柱剛接體系，但也允許部分的框架梁搭在另一框架梁上。應(yīng)加強(qiáng)垂直地震作用的設(shè)計(jì)，從震害分析，規(guī)范給出的垂直地震作用明顯不足。 ４．磚混向框架發(fā)展的趨勢(shì) 建筑是為人設(shè)計(jì)的為生存的庇護(hù)場(chǎng)所 ,這是人類有建造技術(shù)以來不用說明的天經(jīng)地義的道理 ,而現(xiàn)在 ,我們?cè)阢氪ㄌ卮蟮卣鹬锌吹降氖?,用自己建造的房子奪取自己的生命，建筑卻成為生命的殺手。其實(shí)在許多大城市根據(jù)相關(guān)規(guī)定，從2021 年以后就不再允許使用磚混結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了，這也是提高防震級(jí)別的一種措施，但事實(shí)上有多 少地方落實(shí)了這一政策，尤其像汶川這種曾名不見經(jīng)傳的小地方，為此我們要在全國(guó)尤其是地震帶的建筑由磚混向框架等結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變上多下些力氣。那么現(xiàn)在我們來設(shè)想一下，如果汶川建筑大多采用框架結(jié)構(gòu)，按 7 度設(shè)計(jì)，如達(dá)到 9 度，也剛達(dá)到破壞邊緣。如實(shí)際地震是 10 度，雖然超過了極限強(qiáng)度，但當(dāng)結(jié)構(gòu)有裂縫后，剛度迅速降低，結(jié)構(gòu)變軟，共振不復(fù)存在，地震力也變小了。且因鋼筋在超過屈服強(qiáng)度后還有延性，混凝土雖斷，俗話說斷了骨頭還連著筋，結(jié)構(gòu)還不會(huì)完全垮塌，再加上圈梁、構(gòu)造柱的支持，破損時(shí)間延長(zhǎng)，只要不是熟睡的夜晚，應(yīng)該有一定的空間避難和留出 寶貴的逃生時(shí)間，那么汶川地震中會(huì)有多少同胞不會(huì)離我們遠(yuǎn)去。 【參考文獻(xiàn)】 [1] 陳翠榮 .關(guān)于工程抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題 [J].山西建筑2021,33(3):4445. [2] 唐九如 .鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)抗震 [M].南京 :南京大學(xué)出版社 ,1989. [1] [美 ]斯科臺(tái)克 .建筑結(jié)構(gòu)：分析方法及其設(shè)計(jì)應(yīng)用 [M].清華大學(xué)出版社 ,2021.