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摘 要:本文通过对汶川地震来分析研究建筑物对防灾减灾的重要性,以及如何应对灾害和灾后重建等问题。
关键词:防灾减灾 地质灾害 汶川地震 结构监测
中图分类号:P694 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)04(b)-0039-02
汶川大地震是中国1949年以来破坏性最强、波及范围最大的一次地震,地震的强度、烈度都超过了1976年的唐山大地震。汶川地震建筑震害也表明,随着我国房屋建筑抗震安全储备与设计水平的提高(从74抗震规范到89抗震规范再到01抗震规范),从20世纪80年代到90年代再到21世纪后,按照最新抗震标准设计建造的建筑物,其震害有明显减轻的趋势。这意味着良好的抗震设计和施工质量,完全能够有效的减少因建筑物震害产生的损失,特别是能够大量减少人员伤亡。
汶川大地震中因建筑损毁而带来的严重人员伤亡,引起了大家对于自己所处的各种建筑抗震性的关注。作为地震中最威胁我们生命安全的建筑而言,什么结构的房屋比较抗震。很多市民都认为高层比砖混好,其实不是这个道理。虽然砖的强度比混凝土弱一些,但是抗震性能高低主要取决于建材质量的好坏及承重结构的连接形式、施工质量和地基的状态。而砖混结构的建筑,则通过增加圈梁、柱子的数量,增强房屋的整体性。因此在设计规范中,不同建筑结构的楼盘抗震标准是一样的,建筑结构工程师都会保证抗震性能,没有“塔楼比砖混结构的多层效果好”等说法。
地震发生时,人们通常用地震烈度来描述地面遭受地震影响和破坏的程度,简称烈度。烈度的大小是根据人的感觉,室内设施的反应,建筑物的破坏程度以及地面的破坏现象等综合评定的,它的单位是“度”。即地震烈度是地震发生后地面建筑物或其他物体遭受破坏的程度。震级与烈度虽然都可以反映地震的强弱,但含义并不一样。同一个地震,震级只有一个,但烈度却因地而异,不同的地方烈度值不一样。对于建筑物的设计而言,国家有关部门根据全国各地历史统计规律以及地震研究成果的相关数据规定不同的房屋抗震设防烈度,具体来说就是建筑物能够防止相应地震烈度的破坏程度的能力,也就是建筑物的抗震能力。各个城市及地区的抗震设防烈度都不相同,而一般建筑物的使用年限是50年,也就是相应的抗震设防烈度维持功效的年限是50年。
目前,目前民用建筑最常见的建筑结构形式主要包括:钢结构、框架结构、砖混结构和砖木结构。这4种结构的建筑在抗震方面有着一定的区别:
(一)钢结构建筑
钢结构建筑被誉为21世纪的绿色建筑之一,其独特的可循环使用的建筑结构,符合发展节能省地建筑和经济持续健康发展的要求。钢结构建筑一是重量轻、强度高。用钢结构建造的住宅重量是钢筋混凝土住宅的二分之一左右,使用面积比钢筋凝土住宅提高4％左右。二是抗震性能好。由于钢材料的匀质性、强韧性,可有较大变形,能很好地承受动力荷载,具有很好的抗震能力。从国内外震后调查结果看,钢结构建筑倒塌数量最少。从理论上讲钢结构的建筑比框架跟砖混的结构结实的多,使用年限也长。不过,由于钢结构建筑的造价相对较高和其它原因,目前应用不是非常普遍。随着高科技的发展,人们的观念与生活方式也将不断更新与变化,对建筑总体质量的要求也将不断提高,钢结构建筑将是人们的首选结构形式。
(二)框架结构建筑
即由钢筋混凝土浇灌成承重梁柱,组成骨架,再用空心砖或预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、陶粒等轻质板材作隔墙分户装配而成的建筑。墙主要是起围护和隔离的作用,由于墙体不承重,可以用各种轻质材料制成。框架结构建筑的优点是抗震性能好,结构牢固,使用寿命长,房屋的结构可以随客户的意愿而改变,大开间建筑均采用此结构。梁、板、柱等承重构件,可以预制,也可以浇注,现浇的房子抗震度比较高,防水性比较好,目前大多数框架结构都采用现浇。框架结构中,还有一种框剪结构建筑,又名框架剪力墙结构,它是框架结构和剪力墙结构两种体系的结合,吸取了各自的长处,既能为建筑平面布置提供较大的使用空间,又具有良好的抗侧力性能。这种结构的建筑在抗震性能上也有不错的表现。
(三)砖混结构建筑
砖混结构是由砖墙支撑和现浇、预制钢筋混凝土板盖成的建筑。由于建材质量和施工质量的不同,抗震性能悬殊。砖的抗压性强,但韧性差,一遇到6、7度地震破坏就会局部开裂和散落,8度时裂缝会更大,稳定性差的会倒塌。但施工质量确实好,砖的形状规则,砂浆的强度高,灰缝均匀,这类房屋只有在10度时才会被严重破坏或倒塌。通常这种结构房屋易发生问题的部位和构件有:跨度大的横梁、楼梯间墙体和开有较大洞口的墙体等。地震发生时,住户应避开这些部位和构件进入结构稳定并具有小空间的部位,如厕所、小厨房等较安全。
砖混结构抗震性能好于砖砌体结构,砖混结构在唐山地震经历了考验,受灾小很多,这种结构经济实惠,会便宜一些,冬暖夏凉,砖混结构建筑一般以多层为主,其抗震性能比起上述两者相对弱一些。底层框架的结构抗震最不利,主要是出于建筑使用功能才这么做的,底层柱子比较少,容易出现薄弱、破坏。一般首层破坏,上部结构就整体掉下去。
(四)砖木结构
此类建筑在我国的农村较为普遍,用砖墙、砖柱、木屋架作为主要承重结构的建筑,这种结构建造简单,材料容易准备,费用较低,稳定性较差,67度地震时极易倒塌,所以这类房屋的住户在地震时特别要注意墙倒砸人。
对于一幢完整的建筑,其选址、设计、结构、材料、功能设置、施工管理、质量监督等各个环节都会对该建筑的抗震性能产生重大影响.偷工减料是造成建筑物抵御地震能力下降的可怕隐患,建筑施工中如果缺乏有效监管,开发商很容易在利益的驱使下刻意减少钢筋数量,甚至使用劣质钢筋以次充好,大大降低了房屋的抗震性。我们搞工程的都知道,按照现行的国家建筑抗震设计规范GB 50011-2001之规定,建筑物的抗震设防烈度为6～9级,最高为9级,也就是说,从理论上说,当地震烈度大于9度时,抗震烈度再高的建筑物也会倒塌;所以一般的城市尤其是大城市、省会城市不会建在地震带上,当然这是建立在大概率的基础上对,如果碰巧了地震正好在某个大城市中心地带发生,那只能怪那个地方的人命不好。也就是说,如果建筑物的设计没问题,施工也没问题,这样的建筑物保命是没有问题的,但总有例外,这是目前没有办法的事,所以,一旦发生地震,还是找个有利的地方躲避一下,无论是高层混凝土建筑还是多层砖混建筑,我认为还是躲在楼梯间这个会相对好些,一般楼梯间开间小,而且楼梯间在设计过程中都会有抗震加强处理,此次汶川大地震中,有一所6层的教学楼,中间都塌了,但两边的楼梯没踏,我想就是一个很好的证明;当然,躲在厨房、卫生间等房间也是一个较好的选择,最不利的是躲在卧室,因为一般的砖混多层卧室的房间上部都是预制板,很容易砸住人。
中国长期以来一直要求新建房屋必须遵守抗震标准。在四川地区,房屋的抗震能力应该达到7级。对上海建筑的要求也是如此,但北京的抗震标准是抗8级地震。根据中国的建筑设计抗震要求,如果在具体的设计和建筑过程中没有问题的话,中国房屋的抗震能力应该是比较强的;但地震还包括了很多不确定因素,因此这仍是个复杂的问题。
清华大学土木工程系教授朱金全说,“汶川当地的设防裂度是七度,7.8级地震在当地相当于裂度9度到10度,已经远远超过当地设防的裂度了。按照7度设计的房屋,面对9度以上的毁灭性地震,很多房屋倒塌是无法避免的。还是由于设计建筑的时候对抗震的考虑不足。”
在本次汶川地震中,位于遥远的北京、上海等地的高层建筑都有明显震感。如今,中国的高层建筑越来越多。从理论上讲,高层建筑的安全系数不如低层,实际情况却往往恰恰相反。越是高层建筑,人们越重视可能的风险,会认真设计并在防震措施上不吝资金。目前的技术可以在很大程度上保障高层的防震性能。而恰恰是那些低层建筑,比如4m、8m高,人们会忽略防震性的检查,因为觉得反正地震也很少发生。
灾害对不同范围、不同架构类型的建筑物与构筑物的损伤与破坏不同。因此,灾后应根据现场调查、监测、计算和分析结果对受灾结构进行损伤评定,以便决定是否采取拆除重建或者修复加固措施。
(1)受灾结构表面检测
混凝土受灾在现场一般都能检测,如果通过边面现象以及极简易的检测方法能够确定受灾程度,作为对进一步检测的参考或作为快速修复可修行的鉴定是十分有用的。外观检测主要检测裂缝、变形和构件的局部破损。
砌体房屋外观检测与混凝土一样,也是裂缝、变形和局部破损三个方面。
(2)受灾结构的性能检测
一般混凝土检测方法有:回弹法、超声法、拉拨法、钻进法、岩芯取样法、动力法、现场结构加载试验和敲击法。
一般砌体性能检测方法有:砌体直接提取法、原位砌快直接测试法和原位沙浆检测法。
综上所述,我国存在着设计要求偏低,公共建筑质量不达标准,城乡差距大,中小城市与大城市之间也存在较大差距,虽然我们有能力也有信心在面对灾害时坚韧不屈,团结一心,但这并不表明我们允许少数人的过失造成国家的灾难,自然灾害不是我们能控制的,但至少我们应该能做到为他人的生命负自己应尽的责任。
参考文献
[1] 成丽英.美国灾害援助政策与管理[J].中国灾害,2006.
[2] 庄万禄.汶川大地震与阿坝州经济重建战略选择[J].西南民族大学学报(人文社科版),2008(07).
[3] 周云,李伍平,浣石,尚红.防灾减灾工程学[J]中国建筑工业出版社,2007,8.
[4] 王薇.城市防灾空间规划研究及实践[D].中南大学,200.
关键词:防灾减灾 地质灾害 汶川地震 结构监测
中图分类号:P694 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)04(b)-0039-02
汶川大地震是中国1949年以来破坏性最强、波及范围最大的一次地震,地震的强度、烈度都超过了1976年的唐山大地震。汶川地震建筑震害也表明,随着我国房屋建筑抗震安全储备与设计水平的提高(从74抗震规范到89抗震规范再到01抗震规范),从20世纪80年代到90年代再到21世纪后,按照最新抗震标准设计建造的建筑物,其震害有明显减轻的趋势。这意味着良好的抗震设计和施工质量,完全能够有效的减少因建筑物震害产生的损失,特别是能够大量减少人员伤亡。
汶川大地震中因建筑损毁而带来的严重人员伤亡,引起了大家对于自己所处的各种建筑抗震性的关注。作为地震中最威胁我们生命安全的建筑而言,什么结构的房屋比较抗震。很多市民都认为高层比砖混好,其实不是这个道理。虽然砖的强度比混凝土弱一些,但是抗震性能高低主要取决于建材质量的好坏及承重结构的连接形式、施工质量和地基的状态。而砖混结构的建筑,则通过增加圈梁、柱子的数量,增强房屋的整体性。因此在设计规范中,不同建筑结构的楼盘抗震标准是一样的,建筑结构工程师都会保证抗震性能,没有“塔楼比砖混结构的多层效果好”等说法。
地震发生时,人们通常用地震烈度来描述地面遭受地震影响和破坏的程度,简称烈度。烈度的大小是根据人的感觉,室内设施的反应,建筑物的破坏程度以及地面的破坏现象等综合评定的,它的单位是“度”。即地震烈度是地震发生后地面建筑物或其他物体遭受破坏的程度。震级与烈度虽然都可以反映地震的强弱,但含义并不一样。同一个地震,震级只有一个,但烈度却因地而异,不同的地方烈度值不一样。对于建筑物的设计而言,国家有关部门根据全国各地历史统计规律以及地震研究成果的相关数据规定不同的房屋抗震设防烈度,具体来说就是建筑物能够防止相应地震烈度的破坏程度的能力,也就是建筑物的抗震能力。各个城市及地区的抗震设防烈度都不相同,而一般建筑物的使用年限是50年,也就是相应的抗震设防烈度维持功效的年限是50年。
目前,目前民用建筑最常见的建筑结构形式主要包括:钢结构、框架结构、砖混结构和砖木结构。这4种结构的建筑在抗震方面有着一定的区别:
(一)钢结构建筑
钢结构建筑被誉为21世纪的绿色建筑之一,其独特的可循环使用的建筑结构,符合发展节能省地建筑和经济持续健康发展的要求。钢结构建筑一是重量轻、强度高。用钢结构建造的住宅重量是钢筋混凝土住宅的二分之一左右,使用面积比钢筋凝土住宅提高4％左右。二是抗震性能好。由于钢材料的匀质性、强韧性,可有较大变形,能很好地承受动力荷载,具有很好的抗震能力。从国内外震后调查结果看,钢结构建筑倒塌数量最少。从理论上讲钢结构的建筑比框架跟砖混的结构结实的多,使用年限也长。不过,由于钢结构建筑的造价相对较高和其它原因,目前应用不是非常普遍。随着高科技的发展,人们的观念与生活方式也将不断更新与变化,对建筑总体质量的要求也将不断提高,钢结构建筑将是人们的首选结构形式。
(二)框架结构建筑
即由钢筋混凝土浇灌成承重梁柱,组成骨架,再用空心砖或预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、陶粒等轻质板材作隔墙分户装配而成的建筑。墙主要是起围护和隔离的作用,由于墙体不承重,可以用各种轻质材料制成。框架结构建筑的优点是抗震性能好,结构牢固,使用寿命长,房屋的结构可以随客户的意愿而改变,大开间建筑均采用此结构。梁、板、柱等承重构件,可以预制,也可以浇注,现浇的房子抗震度比较高,防水性比较好,目前大多数框架结构都采用现浇。框架结构中,还有一种框剪结构建筑,又名框架剪力墙结构,它是框架结构和剪力墙结构两种体系的结合,吸取了各自的长处,既能为建筑平面布置提供较大的使用空间,又具有良好的抗侧力性能。这种结构的建筑在抗震性能上也有不错的表现。
(三)砖混结构建筑
砖混结构是由砖墙支撑和现浇、预制钢筋混凝土板盖成的建筑。由于建材质量和施工质量的不同,抗震性能悬殊。砖的抗压性强,但韧性差,一遇到6、7度地震破坏就会局部开裂和散落,8度时裂缝会更大,稳定性差的会倒塌。但施工质量确实好,砖的形状规则,砂浆的强度高,灰缝均匀,这类房屋只有在10度时才会被严重破坏或倒塌。通常这种结构房屋易发生问题的部位和构件有:跨度大的横梁、楼梯间墙体和开有较大洞口的墙体等。地震发生时,住户应避开这些部位和构件进入结构稳定并具有小空间的部位,如厕所、小厨房等较安全。
砖混结构抗震性能好于砖砌体结构,砖混结构在唐山地震经历了考验,受灾小很多,这种结构经济实惠,会便宜一些,冬暖夏凉,砖混结构建筑一般以多层为主,其抗震性能比起上述两者相对弱一些。底层框架的结构抗震最不利,主要是出于建筑使用功能才这么做的,底层柱子比较少,容易出现薄弱、破坏。一般首层破坏,上部结构就整体掉下去。
(四)砖木结构
此类建筑在我国的农村较为普遍,用砖墙、砖柱、木屋架作为主要承重结构的建筑,这种结构建造简单,材料容易准备,费用较低,稳定性较差,67度地震时极易倒塌,所以这类房屋的住户在地震时特别要注意墙倒砸人。
对于一幢完整的建筑,其选址、设计、结构、材料、功能设置、施工管理、质量监督等各个环节都会对该建筑的抗震性能产生重大影响.偷工减料是造成建筑物抵御地震能力下降的可怕隐患,建筑施工中如果缺乏有效监管,开发商很容易在利益的驱使下刻意减少钢筋数量,甚至使用劣质钢筋以次充好,大大降低了房屋的抗震性。我们搞工程的都知道,按照现行的国家建筑抗震设计规范GB 50011-2001之规定,建筑物的抗震设防烈度为6～9级,最高为9级,也就是说,从理论上说,当地震烈度大于9度时,抗震烈度再高的建筑物也会倒塌;所以一般的城市尤其是大城市、省会城市不会建在地震带上,当然这是建立在大概率的基础上对,如果碰巧了地震正好在某个大城市中心地带发生,那只能怪那个地方的人命不好。也就是说,如果建筑物的设计没问题,施工也没问题,这样的建筑物保命是没有问题的,但总有例外,这是目前没有办法的事,所以,一旦发生地震,还是找个有利的地方躲避一下,无论是高层混凝土建筑还是多层砖混建筑,我认为还是躲在楼梯间这个会相对好些,一般楼梯间开间小,而且楼梯间在设计过程中都会有抗震加强处理,此次汶川大地震中,有一所6层的教学楼,中间都塌了,但两边的楼梯没踏,我想就是一个很好的证明;当然,躲在厨房、卫生间等房间也是一个较好的选择,最不利的是躲在卧室,因为一般的砖混多层卧室的房间上部都是预制板,很容易砸住人。
中国长期以来一直要求新建房屋必须遵守抗震标准。在四川地区,房屋的抗震能力应该达到7级。对上海建筑的要求也是如此,但北京的抗震标准是抗8级地震。根据中国的建筑设计抗震要求,如果在具体的设计和建筑过程中没有问题的话,中国房屋的抗震能力应该是比较强的;但地震还包括了很多不确定因素,因此这仍是个复杂的问题。
清华大学土木工程系教授朱金全说,“汶川当地的设防裂度是七度,7.8级地震在当地相当于裂度9度到10度,已经远远超过当地设防的裂度了。按照7度设计的房屋,面对9度以上的毁灭性地震,很多房屋倒塌是无法避免的。还是由于设计建筑的时候对抗震的考虑不足。”
在本次汶川地震中,位于遥远的北京、上海等地的高层建筑都有明显震感。如今,中国的高层建筑越来越多。从理论上讲,高层建筑的安全系数不如低层,实际情况却往往恰恰相反。越是高层建筑,人们越重视可能的风险,会认真设计并在防震措施上不吝资金。目前的技术可以在很大程度上保障高层的防震性能。而恰恰是那些低层建筑,比如4m、8m高,人们会忽略防震性的检查,因为觉得反正地震也很少发生。
灾害对不同范围、不同架构类型的建筑物与构筑物的损伤与破坏不同。因此,灾后应根据现场调查、监测、计算和分析结果对受灾结构进行损伤评定,以便决定是否采取拆除重建或者修复加固措施。
(1)受灾结构表面检测
混凝土受灾在现场一般都能检测,如果通过边面现象以及极简易的检测方法能够确定受灾程度,作为对进一步检测的参考或作为快速修复可修行的鉴定是十分有用的。外观检测主要检测裂缝、变形和构件的局部破损。
砌体房屋外观检测与混凝土一样,也是裂缝、变形和局部破损三个方面。
(2)受灾结构的性能检测
一般混凝土检测方法有:回弹法、超声法、拉拨法、钻进法、岩芯取样法、动力法、现场结构加载试验和敲击法。
一般砌体性能检测方法有:砌体直接提取法、原位砌快直接测试法和原位沙浆检测法。
综上所述,我国存在着设计要求偏低,公共建筑质量不达标准,城乡差距大,中小城市与大城市之间也存在较大差距,虽然我们有能力也有信心在面对灾害时坚韧不屈,团结一心,但这并不表明我们允许少数人的过失造成国家的灾难,自然灾害不是我们能控制的,但至少我们应该能做到为他人的生命负自己应尽的责任。
参考文献
[1] 成丽英.美国灾害援助政策与管理[J].中国灾害,2006.
[2] 庄万禄.汶川大地震与阿坝州经济重建战略选择[J].西南民族大学学报(人文社科版),2008(07).
[3] 周云,李伍平,浣石,尚红.防灾减灾工程学[J]中国建筑工业出版社,2007,8.
[4] 王薇.城市防灾空间规划研究及实践[D].中南大学,200.