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摘要：本文通过对汶川地震中建筑结构破坏的情况分析各类传统抗震体系的抗震特点，从而指出传统抗震技术存在的问题。并提出隔震消能减震的新方法。
关键词：破坏分析；存在问题；隔震减震
1汶川地震建筑结构破坏分析
汶川地震中建筑结构有的整体倒塌，有的局部破坏，有的外表看去虽然完好，但其已很难完全修复。下面针对几种典型的建筑结构的主要震害特征进行分析。
1.1钢筋混凝土框架结构
框架结构抗震性能较好，在整个震害中，极少出现框架主体结构的破坏。但框架结构的破坏和我们的理想损伤机制并不相同，所谓强柱弱梁，即应该是在框架结构的梁端和底层柱角首先出现震害，从而耗散地震能量，维护整个框架结构的弹性。但实际情况中，大多数的破坏出现在柱顶部，这样带来的后果是柱首先屈服，导致整个结构的整体性瞬间破坏，对结构的安全性影响极大。
1.2砖混结构
砖混结构大多破坏是由于未设圈梁和构造柱，房屋的整体性较差。其中墙体出现破坏较为严重的是山墙，其裂缝形状为X形；对于建筑体形复杂，如底框结构，在砖混结构与框架结构交接处的山墙端部倒塌，构造柱断裂。
1.3其他结构
框剪结构和剪力墙结构由于剪力墙抗水平力的作用，一般震害较小。
隔震结构房屋在地震中表现良好，一般表现如地震中振动缓慢，仅在墙体个别部位出现裂缝，房屋整体性良好，震害很小。
从汶川地震后得到的启发有两点，一是我国应该大面积地提高安全设防标准，因为地震到目前为止都是不可预测的，大量的震害表明，由于安全设防标准低，在遇到稍微高于本地区烈度的地震时，房屋整体性倒塌，给人民生命财产安全造成了极大的影响。二是对于抗震设防要求高的区域和关系重大的工程，如学校、生命线工程、基建工程，我国应该提倡或鼓励使用隔震消能减震技术。
2传统抗震技术存在的问题
框架结构的理想损伤机制是“强柱弱梁”机制，即框架结构的梁端和底层柱角在地震作用下可以屈服并通过自身的塑性变形来耗散地震能量，框架柱基本保持弹性。而这一结构体系在地震作用下经常出现的问题是出现“柱铰机制”，这是非常危险的。柱铰机制意味着柱子首先发生屈服，柱的屈服会导致结构的整体性被破坏而致倒塌，柱铰机制在设计中是绝不应允许的。
钢筋混凝土框架-剪力墙的抗震性能的关键问题之一在于连梁率先屈服并通过自身较大的塑性变形耗散地震能量。而此类结构往往出现的问题是实际结构中连梁因建筑尺寸对其截面形状的限制而难以发生延性破坏。
目前地震仍是不可预测的，由于我国所用的设防烈度仍是1969制定，准确性未知。从目前世界上很多大地震可以看到，灾难性大地震多发生在低烈度，如1976年7度设防的唐山发生11级地震，2010年7度设防的玉树发生9级地震，造成房屋成片倒塌，人民生命遭受了前所未有的安全威胁。正是由于基本烈度的不确定性，在突发地震时难以控制结构的破损程度，所以安全问题更难保证，因此应该大面积地提高安全设防标准。除此以外，我国目标设计均是按照地区性的设防烈度去设计，并没有考虑到所属工程是否生命线工程如医院、电台等。这样一旦发生灾害，很多生命线工程几近崩溃，对营救造成了极大的不利。最后，在震害中我们也可以看到，很多造型独特，建筑设计复杂的建筑在地震时破坏都很大，这是因为不规则的平面导致了扭转，不规则的立面会造成剪切破坏。这也告诉我们，在保证建筑物功能的前提下不要一味的追求建筑造型上的别树一帜，也要考虑到它的地震效应和抗震能力。
3隔震减震控制新技术的应用发展
为了避免传统抗震体系的不足，考虑到安全问题、经济问题，隔震减震是未来发展的方向。对于隔震结构，主要是将损伤集中在结构的某个部分，从而将其他部位隔开地震，减小其他部位的损伤，从而保证整个结构的安全；而消能减震，则是通过增加阻尼，将损伤均匀地分布在结构上，从整体上减小结构的震害和对地震的反应。大量的事实证明，这两种体系是可行的，对于保证上部结构和维护人民生命财产安全都是非常有效的。
3.1隔震技术
隔震技术是将建筑物的上部结构和基础“隔开”。隔震层可以设在不同的位置，如“基础隔震”是在建筑物底部与地基之间，增加适当的缓冲物，使建筑物在受到地震波作用后的加速度反应大大减弱，同时让建筑物的位移主要由隔震系统承担，从而使建筑物在地震中产生的变形非常小，以达到防护目的。一般来说，基础隔震机构的地震反应只是抗震结构的1/4～1/12，大大提高了结构的安全度。
目前应用较多的隔震元件是叠层橡胶支座。在我国宿迁市的很多学校都采用了隔震技术，它使建筑的安全度大大的提高。传统建筑的设防目标是“小震不坏，中震可修，大震不倒”，而设计合理的基础隔震建筑通常能做到“小震不坏，中震不坏或轻度破坏，大震不丧失功能”。采用隔震技术在工程造价上的增加其实很小，对于抗震设防烈度较大的区域，单靠增加钢筋、材料，梁柱截面会导致结构的刚度增大，刚度增大对地震的反应也会增大，这是一个恶性循环。除此以外，这些同样会带来造价的增加；如果采用隔震技术，7度抗震时造价增涨在3%到8%之间，因此利用隔震技术对工程造价的提高是很小的。
隔震结构的隔震层是整个结构的相对薄弱层，地震输入结构的能量大部分由隔震层中的阻尼能和塑性变形能消耗。它将震害都集中在隔震层，从而保证了结构的安全性，但其缺点是只适用于体型规则以剪切变形为主的低层和多层建筑.
3.2消能减震技术
消能减震是通过在建筑物上增加消能部件，使结构的阻尼增大，从而减小结构对地震的位移反应。我国减震阻尼装置的应用，发展比较成熟的是金属阻尼器减震技术、油阻尼器减震技术、屈曲约束支撑；新型的技术目前还在研究有记忆合金减震技术，这是在意大利应用在对历史建筑文物加固。
消能减震结构的优点是结构类型和高度不受限制，适用范围广，其缺点是消能部件分散在结构的各层，变形较大的层，数量适当增加，对于高层和超高层建筑来说，结构在使用过程中的检查维护及地震之后的维修更换工作分散在结构各层，使工作量非常大。
3.3比较分析
对于传统抗震体系来说，在共振区地震震动放大2倍以上，震害较为惨重。而对于隔震技术，延长自振周期，隔离地震，使地震减了一大部分，很大的提高了建筑抗震的安全度；而对于消能减震技术，结构的阻尼增加，地震周期变长，结构位移减小，安全度提高。
4结语
从汶川地震的大量震后建筑可以看出，在高强度地震下，框架结构、砖混结构以及框架—剪力墙结构都有各自的不足，结构体系的选择对于结构的抗震效果有着决定性的作用。大面积地提高安全设防烈度，可以避免在基本烈度不清的前提下保证建筑物的安全性，防止在突发地震时发生倒塌造成严重的灾害。除此以外，如果不提高安全设防标准，可以考虑工程隔震消能减震技术。采用隔震消能减震技术，可以很大的提高建筑结构的安全性，避免一味的增加结构刚度去硬抗地震。使用隔震减震技术不仅是出于结构安全性的考虑，同时对需考虑强震的区域，隔震减震技术还是经济的。在未来的建设工程中，很多时候传统的抗震技术已不能满足要求，隔震减震技术是未来发展的方向。
参考文献：
[1]周福霖.工程抗震，隔震与减震控制技术的发展与应用.中国工程院土木水利与建筑工程学部广州大学工程抗震研究中心，2010.11.
[2]杜永峰，李慧.关于四川汶川5·12大地震时甘肃省陇南市武都区隔震建筑宏观性能的调研报告.兰州理工大学甘肃省建设科技专家委员会.2008.5.
[3]陈青来.建筑隔震是最先进的防震减灾技术——汶川发生巨大地震灾难时的沉重思考.山东大学.2008.6.
关键词：破坏分析；存在问题；隔震减震
1汶川地震建筑结构破坏分析
汶川地震中建筑结构有的整体倒塌，有的局部破坏，有的外表看去虽然完好，但其已很难完全修复。下面针对几种典型的建筑结构的主要震害特征进行分析。
1.1钢筋混凝土框架结构
框架结构抗震性能较好，在整个震害中，极少出现框架主体结构的破坏。但框架结构的破坏和我们的理想损伤机制并不相同，所谓强柱弱梁，即应该是在框架结构的梁端和底层柱角首先出现震害，从而耗散地震能量，维护整个框架结构的弹性。但实际情况中，大多数的破坏出现在柱顶部，这样带来的后果是柱首先屈服，导致整个结构的整体性瞬间破坏，对结构的安全性影响极大。
1.2砖混结构
砖混结构大多破坏是由于未设圈梁和构造柱，房屋的整体性较差。其中墙体出现破坏较为严重的是山墙，其裂缝形状为X形；对于建筑体形复杂，如底框结构，在砖混结构与框架结构交接处的山墙端部倒塌，构造柱断裂。
1.3其他结构
框剪结构和剪力墙结构由于剪力墙抗水平力的作用，一般震害较小。
隔震结构房屋在地震中表现良好，一般表现如地震中振动缓慢，仅在墙体个别部位出现裂缝，房屋整体性良好，震害很小。
从汶川地震后得到的启发有两点，一是我国应该大面积地提高安全设防标准，因为地震到目前为止都是不可预测的，大量的震害表明，由于安全设防标准低，在遇到稍微高于本地区烈度的地震时，房屋整体性倒塌，给人民生命财产安全造成了极大的影响。二是对于抗震设防要求高的区域和关系重大的工程，如学校、生命线工程、基建工程，我国应该提倡或鼓励使用隔震消能减震技术。
2传统抗震技术存在的问题
框架结构的理想损伤机制是“强柱弱梁”机制，即框架结构的梁端和底层柱角在地震作用下可以屈服并通过自身的塑性变形来耗散地震能量，框架柱基本保持弹性。而这一结构体系在地震作用下经常出现的问题是出现“柱铰机制”，这是非常危险的。柱铰机制意味着柱子首先发生屈服，柱的屈服会导致结构的整体性被破坏而致倒塌，柱铰机制在设计中是绝不应允许的。
钢筋混凝土框架-剪力墙的抗震性能的关键问题之一在于连梁率先屈服并通过自身较大的塑性变形耗散地震能量。而此类结构往往出现的问题是实际结构中连梁因建筑尺寸对其截面形状的限制而难以发生延性破坏。
目前地震仍是不可预测的，由于我国所用的设防烈度仍是1969制定，准确性未知。从目前世界上很多大地震可以看到，灾难性大地震多发生在低烈度，如1976年7度设防的唐山发生11级地震，2010年7度设防的玉树发生9级地震，造成房屋成片倒塌，人民生命遭受了前所未有的安全威胁。正是由于基本烈度的不确定性，在突发地震时难以控制结构的破损程度，所以安全问题更难保证，因此应该大面积地提高安全设防标准。除此以外，我国目标设计均是按照地区性的设防烈度去设计，并没有考虑到所属工程是否生命线工程如医院、电台等。这样一旦发生灾害，很多生命线工程几近崩溃，对营救造成了极大的不利。最后，在震害中我们也可以看到，很多造型独特，建筑设计复杂的建筑在地震时破坏都很大，这是因为不规则的平面导致了扭转，不规则的立面会造成剪切破坏。这也告诉我们，在保证建筑物功能的前提下不要一味的追求建筑造型上的别树一帜，也要考虑到它的地震效应和抗震能力。
3隔震减震控制新技术的应用发展
为了避免传统抗震体系的不足，考虑到安全问题、经济问题，隔震减震是未来发展的方向。对于隔震结构，主要是将损伤集中在结构的某个部分，从而将其他部位隔开地震，减小其他部位的损伤，从而保证整个结构的安全；而消能减震，则是通过增加阻尼，将损伤均匀地分布在结构上，从整体上减小结构的震害和对地震的反应。大量的事实证明，这两种体系是可行的，对于保证上部结构和维护人民生命财产安全都是非常有效的。
3.1隔震技术
隔震技术是将建筑物的上部结构和基础“隔开”。隔震层可以设在不同的位置，如“基础隔震”是在建筑物底部与地基之间，增加适当的缓冲物，使建筑物在受到地震波作用后的加速度反应大大减弱，同时让建筑物的位移主要由隔震系统承担，从而使建筑物在地震中产生的变形非常小，以达到防护目的。一般来说，基础隔震机构的地震反应只是抗震结构的1/4～1/12，大大提高了结构的安全度。
目前应用较多的隔震元件是叠层橡胶支座。在我国宿迁市的很多学校都采用了隔震技术，它使建筑的安全度大大的提高。传统建筑的设防目标是“小震不坏，中震可修，大震不倒”，而设计合理的基础隔震建筑通常能做到“小震不坏，中震不坏或轻度破坏，大震不丧失功能”。采用隔震技术在工程造价上的增加其实很小，对于抗震设防烈度较大的区域，单靠增加钢筋、材料，梁柱截面会导致结构的刚度增大，刚度增大对地震的反应也会增大，这是一个恶性循环。除此以外，这些同样会带来造价的增加；如果采用隔震技术，7度抗震时造价增涨在3%到8%之间，因此利用隔震技术对工程造价的提高是很小的。
隔震结构的隔震层是整个结构的相对薄弱层，地震输入结构的能量大部分由隔震层中的阻尼能和塑性变形能消耗。它将震害都集中在隔震层，从而保证了结构的安全性，但其缺点是只适用于体型规则以剪切变形为主的低层和多层建筑.
3.2消能减震技术
消能减震是通过在建筑物上增加消能部件，使结构的阻尼增大，从而减小结构对地震的位移反应。我国减震阻尼装置的应用，发展比较成熟的是金属阻尼器减震技术、油阻尼器减震技术、屈曲约束支撑；新型的技术目前还在研究有记忆合金减震技术，这是在意大利应用在对历史建筑文物加固。
消能减震结构的优点是结构类型和高度不受限制，适用范围广，其缺点是消能部件分散在结构的各层，变形较大的层，数量适当增加，对于高层和超高层建筑来说，结构在使用过程中的检查维护及地震之后的维修更换工作分散在结构各层，使工作量非常大。
3.3比较分析
对于传统抗震体系来说，在共振区地震震动放大2倍以上，震害较为惨重。而对于隔震技术，延长自振周期，隔离地震，使地震减了一大部分，很大的提高了建筑抗震的安全度；而对于消能减震技术，结构的阻尼增加，地震周期变长，结构位移减小，安全度提高。
4结语
从汶川地震的大量震后建筑可以看出，在高强度地震下，框架结构、砖混结构以及框架—剪力墙结构都有各自的不足，结构体系的选择对于结构的抗震效果有着决定性的作用。大面积地提高安全设防烈度，可以避免在基本烈度不清的前提下保证建筑物的安全性，防止在突发地震时发生倒塌造成严重的灾害。除此以外，如果不提高安全设防标准，可以考虑工程隔震消能减震技术。采用隔震消能减震技术，可以很大的提高建筑结构的安全性，避免一味的增加结构刚度去硬抗地震。使用隔震减震技术不仅是出于结构安全性的考虑，同时对需考虑强震的区域，隔震减震技术还是经济的。在未来的建设工程中，很多时候传统的抗震技术已不能满足要求，隔震减震技术是未来发展的方向。
参考文献：
[1]周福霖.工程抗震，隔震与减震控制技术的发展与应用.中国工程院土木水利与建筑工程学部广州大学工程抗震研究中心，2010.11.
[2]杜永峰，李慧.关于四川汶川5·12大地震时甘肃省陇南市武都区隔震建筑宏观性能的调研报告.兰州理工大学甘肃省建设科技专家委员会.2008.5.
[3]陈青来.建筑隔震是最先进的防震减灾技术——汶川发生巨大地震灾难时的沉重思考.山东大学.2008.6.