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對于512大地震大量房屋倒塌的原因分析

作者：建筑鋼結構網    
時間：2009-12-22 20:26:10 [收藏]

    512大地震奪取了近10萬人的生命，每天在電視機和收音機前看到和聽到搶救的過程都在流淚，從搶救的效果看，十幾萬軍隊和無數的志愿者只從廢墟中救出了不到一萬人，原因何在？救援難度太大了，大多數的建筑都成了一片廢墟，已經看不出來原來的結構，作為一名結構工程師，無數的畫面震撼著我的心靈，我畢業20年來，一直從事建筑設計、施工、監理、甲方等工作，所做的項目遍及十余個省市，特從專業技術的角度對512地震造成大量房屋倒塌的原因進行分析，由于沒有親臨現場，不敢妄言完全正確，只是給相關專業調查機構做一個參考。

    一、大量學校建筑倒塌的原因分析

    我畢業后參與設計的第一個是本單位的一個子弟小學設計，規模8個班總建筑面積約900平米（具體數記不清了），磚混結構3層，按照7度設防，當時沒有電腦，全部是手工計算，發現如下問題：

    1、該教室面積為9.3X6.6米，兩道橫梁下設扶壁柱、預應力空心樓板，經過計算，大梁下磚墻的局壓應力過高，容易在地震往復作用下破壞引起倒塌，因此在設計時特地加設了梁墊，并與圈梁整體澆筑，經驗算滿足規范要求。

    2、懸挑走廊下全部設有懸挑梁，與教室開間橫梁和橫墻上的圈梁一體設計，保證了走廊的變形和抗震性能。

    3、考慮到建筑開間很大，為了保證樓板具有一定的剛度，所有橫梁按照“十字花籃梁”設計，以保證樓板的四周嵌固。

    在抗震計算方面，由于開間大橫墻少，橫向抗震設計不滿足規范，不得已采用了部分370厚磚墻（原方案240墻），經過計算勉強滿足抗震要求，但仍屬抗震性能差，采取了增加扶壁柱、加密構造柱等措施。

    從這個小項目的設計過程我得出的經驗是：學校建筑由于“開間大、橫墻少”的特點，決定了此類建筑本來抗震性能就較差，因此，在設計時一定要經過認真的計算，同時采取加強的措施；我國的抗震設計規范也有明確規定，學校建筑屬于乙類建筑，在計算上滿足當地設防計算標準的同時，在構造措施上應比本地標準提高一度（注意是“應”，如沒有做到，設計者是有責任的）。

    從這次地震學校大量倒塌后的照片上看，有可能大量存在不滿足抗震設計規范要求的情況，特別是在經濟落后的鄉鎮，該地區的學校在設計方面不一定做到了所有的教學樓都有正規的設計，使建筑物在抗震方面留下了嚴重隱患，而不像教育主管部門公布的“是由于震級過大”，要知道建筑抗震設計規范上的“小震不壞、中震可修、大震不倒”是抗震設計的重要原則，經過正規設計的建筑應該要達到不倒塌的目的，即使設計隊伍里有幾個庸人，發生倒塌的比例也不會有如此之高。

    二、大量民房倒塌原因的分析

    在地震發生后，大量的私人建房倒塌，造成的災害非常嚴重，從照片上看，主要以磚砌體結構居多，由于該地區為非寒冷地區，沒有保溫隔熱要求，一般砌墻時多采用240磚墻，甚至采用180墻和120墻，隨著近幾年經濟的發展，很多人蓋了2層樓，180墻和120墻由于太薄，抗震性能非常差，在結構設計計算時，設計人員一般把120墻和180墻的抗震性能忽略不計，打個不恰當的比方：震區的這些私人房屋與這次地震的破壞力相比，猶如搭積木和晃動桌子的關系，焉有不倒之理？

    三、許多層樓房倒塌的主要原因

    從網上和電視上看到許多居民樓發生倒塌，由于樓房內人員居住集中，疏散不如平房及時，一旦倒塌必定傷亡慘重，且施救困難，我分析主要是90年以前的樓房居多，當時國家對抗震設計的研究不足，抗震老規范的標準相對與現在的規范水平要低很多，90年代初期實行新規范后，曾有文件要求對以前的建筑進行鑒定和抗震加固，但由于多數人對抗震的認識不足，該文件的要求并沒有得到很好的執行，直至釀成嚴重后果。

    這一類建筑多數是磚混結構，預制樓板，即使設有圈梁和構造柱也是密度太低，再加上四川是非寒冷地區，內外墻均為240墻（1992年我曾做過該地區的設計項目），同樣是磚混結構，在抗震性能方面相對與蘭州、天水、西安等寒冷地區的要差1/3左右。

    四、設防標準存在問題：

    我個人認為我國的抗震設防烈度劃分存在一定的問題，大家都理解“烈度”是反映當地遭受地震破壞程度的標準，但是我國的烈度標準加入了當地經濟水平來修正，也就變成了反映“可能遭受的損失的程度”，這是不科學的，因為各的經濟發展速度不一樣，我們也不能夠準確的預測到某地未來的經濟水平，它與當地發展的機遇、政策的扶持等因素，甚至有沒有“能干”的領導都有關系，從映秀??汶川??北川，所有的城鎮都在斷裂帶上（從Google Earth上可以清楚地看到），但是松潘為8度設防，而斷裂帶內的設防標準卻是7度，這是很不科學的，因為大家都知道斷裂帶位置無論從發生地震的頻次和烈度都會遠遠高于周邊，這條斷裂帶的危險程度要遠高于蘭州、天水、寶雞等大中型城市，地震的發生不在乎你當地有沒有城市，經濟發達不發達，我曾經在甘肅生活10多年，我小時候呆過的禮縣是一個經濟非常落后的地方，當地的設防標準為“9度以上”，天水是一個自古就富饒的地方，設防標準沒有禮縣高。

    五、建設程序和建筑市場管理方面的問題

    在90年代，大量農民涌入建筑市場，造就了一批批的“包工頭”，一般都是持有“集體XX級”的施工隊伍，開始以低價搶占建筑市場，隊伍素質低（一般包工頭就是農村搞副業出來的，只會在領錢的時候簽個名，從村里拉幾個高中生就可以充當技術員），當時的普遍現象是國有的建筑公司在價格上失去競爭力，在低價競爭下即使中標也要賠本，轉包現象嚴重，“偷工減料”更是家常便飯，再加上建筑市場的管理相當混亂，設計“炒更”現象嚴重，甲方在技術管理方面水平低下，也沒有監理人員，有些圖紙真正懂專業的人看到都害怕，但是一棟棟樓房照樣蓋起來，我甚至懷疑我們學專業好像沒有什么用處，在別人的眼里，蓋房子不過就是搭積木，是小孩子不用學習就會的事情，當時建設的樓房應該是普遍存在問題的，還好，現在全國的建設市場經過重新整頓后，現在已經基本有序。

    從這次512大地震中所看到的問題：

    在地震的緊急搶險過后，全國人民都把視線轉向了災后重建，但目光仍然沒有離開災區，我們應該把視線看得更廣、更深遠。

    1、在設防標準問題上應該引起國務院和建設部的高度重視，將全國范圍內的地震高危險區域進行重新評估，重新確定設防標準表。

    2、按照現在的抗震設計規范水平，對全國新規范實施前的建筑抗震能力進行檢查、鑒定、評估，該加固的就要進行加固，特別是90年代建設的樓房還要對建筑實體質量和安全進行重點排查。

    3、提高學校、禮堂、公共建筑等人員集中的建筑和生命線工程的抗震設防標準，要樹立生命的價值高于財產的觀念，防止在地震中出現大量的人員傷亡。

    4、對于學校、禮堂等空曠建筑，應強制淘汰落后的建筑結構形式，規定全國學校不得采用磚混和預制樓板結構形式（在經濟發達的珠三角地區已經沒有磚混結構，也沒有預制混凝土構件廠）。

    5、繼續整頓建筑市場，上升到立法高度，嚴格實行問責制，加大設計、監理人員的權限，對違法的人員要加重處罰力度，殺一儆百，避免在巨大利益前的僥幸違法心理。

    6、對學校、醫院等建筑推行標準設計，按照不同的規模標準和設防烈度標準做出標準圖，統一標準（等于提高了設計水平）。

    看了網上的相關報道，從專業人員的角度，我對四川省教育部門給出的“理由”實在無法接受，我暫且不去推論他們如此說法的目的性，但如果在如此重大的災害結果面前，我們不能夠用科學的態度和積極的心態去面對，那么，今天的悲劇還會是下一次悲劇的序幕，這個時候在這個問題上，我們每個人需要的不簡單是專業水平，更重要的是良心。

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