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全球防震大招:地震不杀人 不合格的建筑才杀人
揪心!中国地震台网正式测定:06月17日22时55分在四川宜宾市长宁县发生6.0级地震,震区中心(北纬28.34度,东经104.90度),震源深度16千米。
四川、重庆多地均有强烈震感!记者从宜宾市政府新闻办获悉,截至18日凌晨1点20分,地震已造成全市19人受伤、1人失踪、9人被困,2人死亡。其中,长宁县1人死亡,15人受伤,被困9人;珙县1人死亡,4人受伤。
从人民日报公布的死亡名单得知,伤亡多发生在乡镇,那里地势险峻,地基不稳,自建房屋建材质量不高且居住时间过久,就很容易坍塌掩盖造成伤亡。
其实当地震真正发生时,人们真正能够抵抗的力量相当微薄,除了做好防震知识的普及之外,当灾难真正到来之时,最能救人性命的,莫过于质量过硬的房屋了。
大地震,小代价,智利怎么做到的?那些抗震强国又都是怎么做的? 事实上,对于减少地震伤亡这个问题,没有任何捷径好走。如果说有什么“大招”,就是:
1,建筑质量一定要高;
2,地震监测体系一定要完善;
3,民众防灾意识一定要强。
【地震不杀人,不合格的建筑才杀人】
据统计,建筑物倒塌是地震灾害上伤亡的第一“杀手”,近90%的人员伤亡与此有关。大震和强震也是可防可控的,关键是建筑物要有足够的抗震性能。保证建筑抗震性能一是要有合理的抗震设计,二是有严格按规范施工的可靠质量保证。如果能坚持这样做,即使建筑物遇强震遭到破坏,也不至于造成人员伤亡。一位智利地震专家指出,“地震不杀人,不合格的建筑才杀人。” 提高建筑物的抗震能力是保障人民群众安全的最直接措施。
如果建筑师提供的建筑设计没有考虑抗震要求,结构抗震设计那就无从说起了,往往导致结构的抗震布置和设计受限于建筑布置,甚至设计符合抗震烈度要求。后续补救的时候,为了提高建筑结构构件的抗震烈度要求,不得不增加承载力受力面构件的截面或配筋量,造成不必要的投资浪费。
可见,建筑设计是否考虑抗震要求,在整个建筑设计中起着重要的作用。
我们都知道,国外很多国家同样是在地震带上的,但他们往往能够把灾害的程度降到最低。即使在发生大地震的情况下,房屋的抗震性能也会更好。
2015年4月,尼泊尔发生8.1级强震,8000多人遇难。2015年,智利发生8.2级地震,并引发海啸,但仅造成10多人死亡。其中一个重要原因是尼泊尔的大多数房屋质量都很差,几乎不考虑地震标准。智利的建筑抗震技术好,标准高,执行严格。身处地震带的居民在购房时也会考虑其抗震能力。
智利的建筑物广泛采用“强柱弱梁”的抗震设计,建筑的主要支撑是钢筋混凝土立柱,还用钢制框架加固。这种防震设计理念不是建造坚不可摧的建筑,而是尽可能缓冲,释放地震能量,最大限度地保全建筑。智利建筑业协会的数据显示,为达到抗震标准,智利平均每栋建筑要增加约15%的成本。
(1)强柱弱梁
智利地处环太平洋火山地震带,是世界上发生地震最频繁、最强烈的国家。在与地震长期打交道的实践中,人们深知,抵抗地震的破坏力是不可能的,只有让建筑物尽可能地将地震发出的能量加以缓冲和释放,才有可能最大限度地把建筑物保存下来。
“强柱弱梁”是智利建筑抗震设计的一大亮点。它的设计根据是:在大地震来临时,一方面通过房梁的断裂使地震能量得到缓和;另一方面确保房柱不折断,以尽量保住楼房整体不倒塌,使人员伤亡减少到最低程度。
(2)以柔克刚
在智利,抗震性能优越的的建筑设计随处可见。圣地亚哥机场航站楼与机场高速公路连接桥梁就是一个典型的例子。在这次大地震中,桥的一头完全倒塌了,引起了很大的混乱。有人怀疑这座建筑物的质量有问题。然而,官方在回答公众提问时,设计师的回答却相当令人惊讶。他们解释说:“这是故意设计的!”
(图片来自网络)
设计师解释到,如果桥的两端都是固定的,那么强烈地震的突然冲击将不可避免地把与桥紧密相连的码头和高速公路拉下。目前的设计固定了桥的一端。另一端不是固定的,在地震中由于强烈的冲击而倒塌,但它使航站楼和高速公路安然无恙。
考虑到防震的需要,混凝土板的设计也有所不同。地板中间用橡胶或泡沫材料把它分成两块。这有助于在地震发生时缓冲大的冲击,使混凝土板在扭曲时不会断裂。
在智利,高层建筑很少见。在康塞普西翁(Concepcion)和塔瓦罗(Tavaro)等中小城市,大多数房屋都只有一两层。即使在首都圣地亚哥,市中心也只有屈指可数的几栋高层建筑。进入老城区,绝大多数的景观都是低层建筑。由于楼板较低,房屋较坚固,地震系数较高。
基于目前的地震经验和理论认识,好的地震设计可以帮助国家和人民减少许多不必要的灾害。智利坚持从国情出发,坚持建筑结构抗震设防的原则:“小震不坏,中震可修,大地震不落。”即在多次小震作用下,建筑结构基本处于弹性阶段。发生破坏;在罕遇地震作用下,允许建筑物结构产生一定程度甚至严重的破坏,但要保证建筑物结构的整体安全,防止倒塌。
类似的是,在日本这个地震多发国家,日本建筑为何抗震?
日本又是如何做好抗震的呢?建筑物的抗震标准由《建筑基准法》和《建筑基准法施行令》严格规定。《建筑基准法》规定,新建建筑必须达到在百年一遇的地震中不倒塌、在数十年一遇的地震中不受损的抗震强度。
只有设计符合该法的建筑才被允许建造。根据这部法律,建筑材料都要经过官方认证,不合格的建材很难在市场上流通。同时,监理尽职尽责,使建筑商基本上没有空子可钻。
在日本的建筑施工中,对于抗震有三种构造概念:耐震、制震和免震。 耐震为最普通级别,主要用在低层建筑中;制震则是让建筑物在地震晃动中,集中在一个地方造成损害,但其他地方不会发生损毁。
其中一种做法是在建筑物中放置各种球体,让这个部分吸收地震能量,等地震过后,只需把这部分换掉就行,建筑其他地方不会发生问题; 免震的另一个名称叫做隔震。结构免震是通过某种装置,将地震动与结构隔开,该装置既能支撑建筑物本体重量,又具有在水平方向自由变形能力,吸收和消耗地震输入能量,以达到减小结构振动的目的,免受地震破坏。
三种抗震构造的概念各有优势,其适用范围也各有不同。所谓的耐震构造,最主要的原理就是提高柱子和墙壁的强度和韧度,建筑物总体经得住震动。目前咱国家主要采用这种方法。而免震结构和制震结构都是比较新的技术。在日本,将抗震结构的建筑改为免震建筑,成本只需增加5%~10%,对于地震频发的日本来说,免震建筑的性价比要更高。为了将各类抗震技术的优势发挥到极致,日本住宅建筑的抗震构造在实际应用的过程中,则是根据不同的物业形态进行选择,建筑类型与抗震构造的最佳匹配,使得技术对住宅的保护作用最大化。
↑日本居民建筑许多使用隔震和轻质材料,抗震性强。
日本的民居大多是柔性的木结构。木结构房屋在承受地震作用引起的晃动时,可以很好地释放力量,不容易散开和松动。在此基础上,日本民宅均采用箱体设计,地震灾害发生时房屋可以整体翻滚而不损毁。20世纪80年代后,日本的民居主要应用了研发的“免震建筑技术”,在建筑物和地基之间设置用柔和的材料制成的免震层。
所谓木结构建筑房屋,发源于我国,这种建筑样式曾在世界建筑史上独树一帜,在古代皇家建筑和民居建筑中得到大量使用。在全球大地震中,房屋倒塌和人员伤亡的数据对比显示,灾区木结构房屋的坍塌情况要明显好于砖木结构和钢筋混凝土结构房屋,很多木房子都能“震而不倒”,十分坚挺。
首先,木材的韧性较好,承受冲击荷载和重复荷载的能力较强。因此,木结构在地震作用下有较好的韧性,能最大可能地避免生命财产遭受巨大损失。
其次,木材质量轻,因此在地震中吸收的地震力小。加上木结构将力均分,自身结构轻,又有很强的弹性回复性,对于瞬间冲击荷载和周期性疲劳破坏有良好的延展性,所以在大地震中吸收的地震力小,在基础发生位移时可由自身的弹性复位而不至于发生倒塌。
发生地震时,能够保住建筑物完好无损,也可以避免由震动引起屋内家具倾倒造成家具损坏和人员伤亡,从而在很大程度上减少因人们的恐惧心理加剧次生灾难。这种房屋成本低,技术可靠。据说建一所免震的个人住宅,只需投入一辆普通汽车的费用。此外,在专业技术人员对民房进行抗震加固的基础上,政府也给予居民适当的补贴鼓励私人进行抗震加固。
除此之外,日本人民防震意识非常强,日本所有的建筑物都要定期接受抗震评估,检查其房顶和地基是否能承受强烈晃动。如果不能通过评估,建筑物就必须进行改造,甚至推倒重建。日本人在买房子或租房子时非常注意房屋的年限,在购买房屋前,买主往往会主动要求开发商出示建筑抗震评估表。这样的防震意识反过来又促使开发商们为使房屋顺利卖出而不得不对建筑的抗震更加重视。
美国加利福尼亚州处于地震带上,新建筑也根据严格的防震标准建造。每隔几年,政府对新建房屋的各项指标的规定会有所改变,对抗震要求越来越严格。同时,不少老旧建筑以及医院、学校等公共设施也都要经过抗震改造。一般情况下,在房屋建造的不同阶段会有多个不同的监督方从10多个类别、30多个方面进行检测和监督,以确保工程顺利安全地进行。
中国的房子怎么样才最防震?到底什么样的房屋最抗震?
除了刚刚提到的建筑构造之外,还要从以下几个方面去判断。
从户型来看,跃层、复式和错层户型的房子虽然在居住的舒适和美观度上有着平层无法比拟的优势,但是从抗震的能力上来讲,平层的房子抗震性比较好,平层加方正的户型抗震性最好。
从房屋的新旧程度看,从日常居住角度来讲没有问题,但要从抗震角度来看,新房要远远胜于旧房子。一般老房子在这方面考虑得比较少,标准也相应较低,建议购买新房或者次新房。
房子的建筑形式上看,无论是高层还是多层,只要严格按标准进行,均能达到抗震要求,高层建筑需采取更可靠的结构形式,如砖混结构只能建筑六层19米以下,高层则采用框架、框剪等结构。从震感上来讲,越高震感越强烈。
从楼层的问题看,在建筑标准相同的情况下,低层建筑在地震来临时晃动倒塌的可能性更小,因此低层建筑更安全,且更易逃生。越是高层建筑越容易出现震荡倒塌情况,一旦出事很难逃生。
在房子装修设计中,有许多结构都是按照房屋的抗震需要建造的。
因此,在装修中要特别注意,有些地方是坚决不能改动的,否则一旦破坏房屋的整体防震设计,在遇到地震时就极为危险。装修中,砸掉承重墙是及其危险的做法。