汶川大地震引发的对建筑物抗震设计的思考(修改稿)

汶川大地震引发的对建筑物抗震设计的思考

汶川5.12大地震使每一个中国人陷入了深深的悲痛中，听着一组组令人惊悚的灾难数据，看着电视上一个个令人悲伤又无奈的画面，我作为一个结构工程师，内心总有一种深深的自责和内疚。地震来了，我们设计的那些房子为什么顷刻间变成瓦砾？面对地震，我们真的这么无能吗？
我从事结构设计二十余年，在抗震问题上，我觉得有以下几个问题急需考虑解决：
一、 地震，作为一种最残酷的自然灾害，我国的相关法律及建筑设计、规划主
管部门，并未将其放在足够重视的位置上
在建筑设计中，消防、人防、抗震是三项灾害预防设计内容。从这三种灾害的后果看，地震灾害远远大于前两项，但在相应的规范中，抗震设计的安全概率是最低的。常常有人问我，你们设计的房子能抗几级地震，我无言以对。在现行抗震规范中，采用的是两阶段、三水准设计理论，即所谓的小震不坏、中震可修、大震不倒。而这个三水准又是基于一个假设的地震烈度、地震模型下的概率设计，因此单纯的结构抗震设计与真实的地震反应是有很大出入的。并不能完全保证建筑物的安全性，至多也只能是降低损失。这也是现行的结构抗震设计无法克服的一个缺陷。
我认为现有建筑抗震设计的不足应通过其它手段加以弥补，我们既然不能保证建筑物的安全，能不能想办法保证建筑物中人的安全？譬如在每一个功能单元中设计独特的抗震避难空间（类似银行的金库），或在住宅、办公家具中配置特制的抗震避难柜等等。人的生命是无价的，过去我们常常以经济条件所限为由降低规范设防标准，其实这是对生命的轻视，只要对生命重视了，就会想出一些办法。就会有一些合理的取舍，即使我们的居所小一点，也应更安全一点。
二、现行抗震规范过分偏重理论，对抗震概念设计重视不够。
在5.12汶川那种山崩地裂的大震中，任何一种计算模型都是苍白的。这时更显示出了概念设计的重要性。一个好的抗震设计，是应该在保证建筑物的整体性、延性、多重防线上下功夫，而不应该是一味地死扣地震力有多大。比如在这次地震中，破坏最严重的就是变形能力差的大空间的砖混结构（比如教学楼、医院等）和楼板整体性差的预应力空心板结构，而直到今天，预应力空心板还大行其道，有关规范也并未禁止使用。那些命悬一梁一柱一墙的建筑更是比比皆是。这些建筑用我们的抗震规范理论计算或许会满足要求，但它在真正的地震中不堪一击。因此在现行抗震规范中，我想应该有如下几个方面的改进：
1、在楼板结构中，抛弃装配结构和装配整体式结构的概念，所有建筑楼板都必须是现浇整体式结构；
2、教学楼、医院等大空间房屋应严禁使用砖混结构；
3、在砖混结构设计中，除用底部剪力法抗震验算外，必须通过增加构造柱、圈梁等手段增加其整体性和变形能力，即在所有楼层都必须设圈梁，构造柱除按抗震规范设置外，必须在所有大于800MM的洞口两侧设置。
三、必须加强建筑抗震的立法 执法力度
我国是一个农业大国，长期以来乡、镇、村的建筑抗震设计几乎是一个空白，这也是这次四川汶川大地震乡镇村受灾最重的原因之一。乡镇村的建筑质量提不高就谈不上我国建筑的整体水平有多高。任何一个人盖房子，也决不是一个简单的个人行为，而是一个人命关天的社会行为。因此，在今后的建筑中，有关部门一定要汲取这次血的教训，对乡镇村的建筑工程给予足够的重视，并且进行严格管理和指导。比如每个乡成立一个抗震办，专门对其所辖村镇新建建筑进行抗震管理和技术指导，针对各地区造型、平面布置基本定型的民居，有关部门亦可出台标准抗震设计图集，供村民使用。
人命关天，抗震设计重于泰山，在此愿与每一位同行共勉。



作者 吴昱 山西省大同市第二设计院 国家一级注册结构高级工程师