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目睹灾后修复与重建
作者:转载    转贴自:科技长廊    点击数:13165    文章录入: zhaizl

中国并不缺抗震规范,缺的是建筑设计和施工中的执行监督

汶川大地震发生后,笔者震后第三次来到灾区,查看房屋的修复与重建情况。现结合中国土木工程学会等权威单位主办,清华大学、中国建筑科学研究院承办的《汶川地震建筑震害调查报告》(后简称《汶川报告》)等多份专业调查报告,介绍人们关心的几个问题。
地震破坏的真实情况
许多朋友认为,原本美丽的汶川等重灾区已被一场毁灭性的地震夷为平地。但去年“5·12”后数日,笔者就冒险来到各重灾区,看到地震破坏触目惊心,但大多数地方并没有被“夷为平地”。
地震发生后,人们马上开始救援废墟中的幸存者,在此过程中,许多受损房屋被各种工程机械切成了碎块。救援期过后,在映秀等许多地方进行长时间大规模的爆破,以清理遇难者的遗体,同时避免危房倒塌再次伤人。
另外,由于媒体报道集中于部分受损严重的房屋,所以外界并不知道,在重灾区还有大量新老房屋基本完整,当中也没有死人。虽然地震烈度超越设防烈度,但《汶川报告》中震区房屋总体情况是:倒塌和严重损坏的约占10%,余下90%属完好和可修复的。严重损坏的房屋类型主要是农房等抗震不合格的房屋。
多种手段修复伤损
目前震区各地都在大规模修复受损建筑。在30多年前,中国就形成了一套完整成熟的震后建筑修复技术。近年新技术和新材料的加入,使震后建筑修复变得更方便、更牢固。
许多钢筋混凝土柱在地震中被破坏。对于小块单纯混凝土脱落的,补上高标号混凝土就行。对于钢筋变形的,往往需要用钢筋混凝土包裹,进行复杂的修复补强。
地震还造成许多钢筋混凝土和钢大梁折断,这也不要紧,可以用钢板还有碳纤维布等高科技材料加固补强。
由于今天的工程技术力量十分先进和成熟,震区的绝大多数受损房屋都可以修复并保证强度。不过许多灾民反映,他们在城市黄金地段原可以修复的房屋被地方政府有关部门乘机拆除,等于强迫拆迁。这显然已经超出了技术问题的范畴。
新房抗震能力优于老房这是常理。但近30年个别新房的设计施工质量颠覆了这个常理。在网上搜一下就会发现,事实上这次地震中一塌到底、造成严重伤亡的基本上都是近20年的新房,一些竣工没几天的华丽楼房竟然也一塌到底。反而震中映秀多栋30年前风格的简易楼房没有倒塌;伤亡惨重的北川中学30年前的两栋土里土气的老教学楼也同样未倒,笔者看到老教学楼中的学生在地震中毫发无伤。这些经过大地震考验的老房屋,如果加固质量合格,完全可以安心地使用。

设计施工质量决定生死
地方媒体引用多位国际地震专家的话说,地震到了七八级,理论上一切房屋都会倒塌。2009年4月9日当地报纸引述台湾的卓建全博士的话说:“汶川特大地震的强度远远超过建筑物设防范围,因此震中地区的建筑倒塌现象难以避免。”
如果这些专家所说是真,那么震区将不适合人类生活,所有房屋将在不知何时到来的下一场地震中不可避免地倒塌,住回修复房屋就等于坐在随时可能爆发的火山口上。但事实上,这次烈度远远超过设防烈度的汶川大地震后,汶川县城几乎看不到一塌到底的建筑,据说县城中地震只死了7人。甚至在震中如映秀和北川,一些质量较好的建筑也并没有倒塌。这一事实比任何专家的理论都更有力。
有内地专家声称,学校房屋倒塌不可避免。但香港慈善团体“苗圃行动”在四川所建的61所学校以及直接接受中国青少年基金会捐助的169所希望小学都没有倒塌,也没有师生死亡。
笔者在震区看到的绝大部分教学楼都没有倒,即使在震中的映秀和北川,也有约一半教学楼没有倒塌,大量学生得以幸存。《中国建筑结构学报》的一篇论文写道:对砖混结构建筑的调查发现,倒塌的主要原因可以归结为两点,一是(建筑设计中)结构形式不合理,如教学楼大多采用纵墙承重、大开间、大开窗(窗间墙宽度不够);再加上没有(按抗震规范要求)采取起码的抗震构造措施(未设置圈梁、构造柱,楼板没有拉结)和粗糙的施工质量,才酿成如此严重的后果。
若设计和施工有均合格,大地震中房屋就不会出现粉碎性倒塌,造成伤亡惨重。这次业内震害调查报告披露,绵阳市有位“大胆”的工程师,其设计的十多栋房屋中,有3栋倒塌,其余破坏严重或较为严重。这暴露出不当设计的危害。
目睹震后重建
这次大地震重灾区,不少砖混农舍被当地有关部门鉴定为维修后可继续使用。事实证明,质量好的砖混农舍可以承受大地震而不发生严重损害。但震区农舍总体上倒塌严重。
震后笔者看到农民自行重建的农舍,与标准仍有距离,但都增设圈梁、构造柱,应该可以抵御和这次同级的大地震。
在向峨乡,笔者看到有关方面给农民盖起了和大城市一样的极为华丽的住宅楼,但不知道这些农民未来如何养猪和放农具。而附近的农民则觉得不太公平。
重返震区最多见的是紧张重建中的教学楼。震后国家建筑抗震设计规范变更了灾区的设防烈度。将其抗震设防提高到9度。所以很多原可以修复的教学楼被拆除。理论上震区这些新修的房屋将比老房屋更坚固,更抗震。但实际上问题复杂得多。
这些新房屋多使用理论上抗震能力强的框架结构。但《汶川报告》里中国建筑科学院抗震所的论文指出:在高烈度区,理论上抗震能力强的钢筋混凝土结构倒塌了,而抗震能力较差的砖混结构房屋却“裂而不倒”。诸如此类现象,值得我们深思。
另一方面,本来专家要在工程中发现问题,解决问题,主要扮演类似检察官的角色。然而,这次震后,部分专家却扮演被告辩护律师的角色,提出追究地震损毁房屋的设计建造责任难度很大,加上西方发达国家由于建筑设计施工实时质量监督严密,所以一般没有事后严厉追究责任的体制,因此这部分专家主张在事后不追究责任,单方面与世界接轨。
中国的伟大发明
这次地震后,有些部门称:过去没有抗震规范,所以地震后房屋倒塌不可避免。其实,中国早在1974年就出了第一本国家抗震规范。唐山大地震后,中国制定了建筑物抗震强制性规范,业内简称“78规范”,此后一系列相关规范发布,建立起了相对完整的体系。
这次建筑专业的震害调查报告显示:城市中新建的房屋多数遵守抗震规范,具备一定抗震能力,超级大地震来临时没有倒塌。但农村新民居基本上没有遵守抗震规范,倒塌严重。
不少人以为老房屋倒塌是因为以前抗震规范标准很低或过时。但实际上,在中低层砖混结构民用建筑范围内,“78规范”、“89规范”以至今天的规范有很强的继承性,没有根本的区别。新老规范的差别主要是在框架和高层建筑方面。所以近30年建造的中低层砖混房屋如果在地震中倒塌,其主要原因并非是标准的欠缺,而是设计和施工中出了问题。《汶川报告》介绍,青川县城地震烈度9度,但按老规范7度设防的中小学无一垮塌,部分教学楼甚至没有明显裂缝。
30多年前,中国的工程技术人员群体发明、完善并推广了砖混房屋加构造柱、圈梁结构形式,多次地震检验、证明这种适合国情的独特结构形式增加的成本微不足道,而抗震防倒塌能力却可以达标。这次震中许多砖混房屋就是因此而屹立不倒。
抗震规范早已有之
一些地方政府部门及其聘请的专家一再强调:地震灾害带来的实际破坏烈度普遍大于当时所有灾区学校设防烈度1~2度。他们声称一切合格,但地震超过了预计强度,超过设计承受的抗震能力,各种建筑难以抵御如此强烈的地震,倒塌是不可避免的。
而中国现行抗震规范写得很清楚:“按本规范进行抗震设计的建筑: 当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,一般不受损坏或不需修理可继续使用;当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时,可能损坏,经一般修理或不需修理仍可继续使用;当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。”即“小震不坏,中震可修,大震不倒。”
也就是说:像成都那样,当地实际地震烈度约为6度,小于当地抗震设防烈度7度,属于“小震”,房屋不应损坏。确实,成都绝大多数房屋不需修理可继续使用。
至于震中映秀和北川县城等地,实际烈度约为11~12度,几乎达到了人们可能遇到的最大值,远超过当地抗震设防烈度7度,但在映秀,重要房屋只有映秀小学一塌到底伤亡惨重,而旋口中学等多数设防烈度7度的重要或大型房屋并未完全倒塌,结果绝大多数学生生存下来。
为此,《汶川报告》指出,震害调查表明,经过抗震设防的(设计施工合格的)房屋,在震中,即使地震烈度超过设防烈度3~4度的情况下,绝大多数房屋受到中等至严重破坏,但不倒塌,完全达到了“大震不倒”的目标。倒塌的往往存在这样那样的问题。
《汶川报告》称:震害分析结果表明,只要严格按照规范设计,保障施工质量,房屋就能达到“小震不坏,中震可修,大震不倒”。该报告同时指出:不可把地震烈度大作为一种借口,而忽视震害所暴露的各项技术、管理问题的研究。
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