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对于512大地震大量房屋倒塌的原因分析

作者：建筑中国建筑金属结构信息网网    
时间：2009-12-22 20:26:10 [收藏]

    512大地震夺取了近10万人的生命，每天在电视机和收音机前看到和听到抢救的过程都在流泪，从抢救的效果看，十几万军队和无数的志愿者只从废墟中救出了不到一万人，原因何在？救援难度太大了，大多数的建筑都成了一片废墟，已经看不出来原来的结构，作为一名结构工程师，无数的画面震撼着我的心灵，我毕业20年来，一直从事建筑设计、施工、监理、甲方等工作，所做的项目遍及十余个省市，特从专业技术的角度对512地震造成大量房屋倒塌的原因进行分析，由于没有亲临现场，不敢妄言完全正确，只是给相关专业调查机构做一个参考。

    一、大量学校建筑倒塌的原因分析

    我毕业后参与设计的第一个是本单位的一个子弟小学设计，规模8个班总建筑面积约900平米（具体数记不清了），砖混结构3层，按照7度设防，当时没有电脑，全部是手工计算，发现如下问题：

    1、该教室面积为9.3X6.6米，两道横梁下设扶壁柱、预应力空心楼板，经过计算，大梁下砖墙的局压应力过高，容易在地震往复作用下破坏引起倒塌，因此在设计时特地加设了梁垫，并与圈梁整体浇筑，经验算满足规范要求。

    2、悬挑走廊下全部设有悬挑梁，与教室开间横梁和横墙上的圈梁一体设计，保证了走廊的变形和抗震性能。

    3、考虑到建筑开间很大，为了保证楼板具有一定的刚度，所有横梁按照“十字花篮梁”设计，以保证楼板的四周嵌固。

    在抗震计算方面，由于开间大横墙少，横向抗震设计不满足规范，不得已采用了部分370厚砖墙（原方案240墙），经过计算勉强满足抗震要求，但仍属抗震性能差，采取了增加扶壁柱、加密构造柱等措施。

    从这个小项目的设计过程我得出的经验是：学校建筑由于“开间大、横墙少”的特点，决定了此类建筑本来抗震性能就较差，因此，在设计时一定要经过认真的计算，同时采取加强的措施；我国的抗震设计规范也有明确规定，学校建筑属于乙类建筑，在计算上满足当地设防计算标准的同时，在构造措施上应比本地标准提高一度（注意是“应”，如没有做到，设计者是有责任的）。

    从这次地震学校大量倒塌后的照片上看，有可能大量存在不满足抗震设计规范要求的情况，特别是在经济落后的乡镇，该地区的学校在设计方面不一定做到了所有的教学楼都有正规的设计，使建筑物在抗震方面留下了严重隐患，而不像教育主管部门公布的“是由于震级过大”，要知道建筑抗震设计规范上的“小震不坏、中震可修、大震不倒”是抗震设计的重要原则，经过正规设计的建筑应该要达到不倒塌的目的，即使设计队伍里有几个庸人，发生倒塌的比例也不会有如此之高。

    二、大量民房倒塌原因的分析

    在地震发生后，大量的私人建房倒塌，造成的灾害非常严重，从照片上看，主要以砖砌体结构居多，由于该地区为非寒冷地区，没有保温隔热要求，一般砌墙时多采用240砖墙，甚至采用180墙和120墙，随着近几年经济的发展，很多人盖了2层楼，180墙和120墙由于太薄，抗震性能非常差，在结构设计计算时，设计人员一般把120墙和180墙的抗震性能忽略不计，打个不恰当的比方：震区的这些私人房屋与这次地震的破坏力相比，犹如搭积木和晃动桌子的关系，焉有不倒之理？

    三、许多层楼房倒塌的主要原因

    从网上和电视上看到许多居民楼发生倒塌，由于楼房内人员居住集中，疏散不如平房及时，一旦倒塌必定伤亡惨重，且施救困难，我分析主要是90年以前的楼房居多，当时国家对抗震设计的研究不足，抗震老规范的标准相对与现在的规范水平要低很多，90年代初期实行新规范后，曾有文件要求对以前的建筑进行鉴定和抗震加固，但由于多数人对抗震的认识不足，该文件的要求并没有得到很好的执行，直至酿成严重后果。

    这一类建筑多数是砖混结构，预制楼板，即使设有圈梁和构造柱也是密度太低，再加上四川是非寒冷地区，内外墙均为240墙（1992年我曾做过该地区的设计项目），同样是砖混结构，在抗震性能方面相对与兰州、天水、西安等寒冷地区的要差1/3左右。

    四、设防标准存在问题：

    我个人认为我国的抗震设防烈度划分存在一定的问题，大家都理解“烈度”是反映当地遭受地震破坏程度的标准，但是我国的烈度标准加入了当地经济水平来修正，也就变成了反映“可能遭受的损失的程度”，这是不科学的，因为各的经济发展速度不一样，我们也不能够准确的预测到某地未来的经济水平，它与当地发展的机遇、政策的扶持等因素，甚至有没有“能干”的领导都有关系，从映秀??汶川??北川，所有的城镇都在断裂带上（从Google Earth上可以清楚地看到），但是松潘为8度设防，而断裂带内的设防标准却是7度，这是很不科学的，因为大家都知道断裂带位置无论从发生地震的频次和烈度都会远远高于周边，这条断裂带的危险程度要远高于兰州、天水、宝鸡等大中型城市，地震的发生不在乎你当地有没有城市，经济发达不发达，我曾经在甘肃生活10多年，我小时候呆过的礼县是一个经济非常落后的地方，当地的设防标准为“9度以上”，天水是一个自古就富饶的地方，设防标准没有礼县高。

    五、建设程序和建筑市场管理方面的问题

    在90年代，大量农民涌入建筑市场，造就了一批批的“包工头”，一般都是持有“集体XX级”的施工队伍，开始以低价抢占建筑市场，队伍素质低（一般包工头就是农村搞副业出来的，只会在领钱的时候签个名，从村里拉几个高中生就可以充当技术员），当时的普遍现象是国有的建筑公司在价格上失去竞争力，在低价竞争下即使中标也要赔本，转包现象严重，“偷工减料”更是家常便饭，再加上建筑市场的管理相当混乱，设计“炒更”现象严重，甲方在技术管理方面水平低下，也没有监理人员，有些图纸真正懂专业的人看到都害怕，但是一栋栋楼房照样盖起来，我甚至怀疑我们学专业好像没有什么用处，在别人的眼里，盖房子不过就是搭积木，是小孩子不用学习就会的事情，当时建设的楼房应该是普遍存在问题的，还好，现在全国的建设市场经过重新整顿后，现在已经基本有序。

    从这次512大地震中所看到的问题：

    在地震的紧急抢险过后，全国人民都把视线转向了灾后重建，但目光仍然没有离开灾区，我们应该把视线看得更广、更深远。

    1、在设防标准问题上应该引起国务院和建设部的高度重视，将全国范围内的地震高危险区域进行重新评估，重新确定设防标准表。

    2、按照现在的抗震设计规范水平，对全国新规范实施前的建筑抗震能力进行检查、鉴定、评估，该加固的就要进行加固，特别是90年代建设的楼房还要对建筑实体质量和安全进行重点排查。

    3、提高学校、礼堂、公共建筑等人员集中的建筑和生命线工程的抗震设防标准，要树立生命的价值高于财产的观念，防止在地震中出现大量的人员伤亡。

    4、对于学校、礼堂等空旷建筑，应强制淘汰落后的建筑结构形式，规定全国学校不得采用砖混和预制楼板结构形式（在经济发达的珠三角地区已经没有砖混结构，也没有预制混凝土构件厂）。

    5、继续整顿建筑市场，上升到立法高度，严格实行问责制，加大设计、监理人员的权限，对违法的人员要加重处罚力度，杀一儆百，避免在巨大利益前的侥幸违法心理。

    6、对学校、医院等建筑推行标准设计，按照不同的规模标准和设防烈度标准做出标准图，统一标准（等于提高了设计水平）。

    看了网上的相关报道，从专业人员的角度，我对四川省教育部门给出的“理由”实在无法接受，我暂且不去推论他们如此说法的目的性，但如果在如此重大的灾害结果面前，我们不能够用科学的态度和积极的心态去面对，那么，今天的悲剧还会是下一次悲剧的序幕，这个时候在这个问题上，我们每个人需要的不简单是专业水平，更重要的是良心。

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