探討商場建筑的抗震問題

[摘要] 汶川地震中商場建筑破壞嚴重，造成了大量的人員和財產損失，本文通過對汶川公共建筑物的震害情況調查和分析，探討了商場建筑抗震設計應該引起重視的幾個方面，期望對今后商場的抗震設計提供有益的參考。

[關鍵詞] 商場 建筑 抗震

建筑設計規范中對商店建筑解釋是：銷售多種類、多花色品種的民用建筑設施。本文把商業建筑統稱為商場建筑，并對大型商場的抗震問題進行了研究。

商場建筑屬公共建筑，是一個對任何人都敞開接待的場所。由于大型商場需要建設視線寬闊的大空間，所以在建筑中多采用跨度大的過梁和支撐柱的構造方式。但這種結構方式的缺點是抗震效果不理想，在這次四川汶川地震中，許多大型商場倒塌了，造成了財產的重大損失和人員的重大傷亡，教訓是深刻的。本人曾對汶川地震的現場作過考察，面對本應是人類的庇護所的建筑物，變成了人類災難地，心中非常不好受。那么多人在瞬間被建筑物掩埋并痛苦地死去，作為一個建筑工作者有責任改變這種狀況，為建造經得起地震考驗的房子作出自己的貢獻。

恩格斯說:“一個聰明的民族，從災難和錯誤中學到的東西會比平時多的多。”汶川發生的地震，對我們應該有所啟示，本文擬對這次地震中建筑物的損毀情況進行分析，希望對今后商業建筑及公共建筑的抗震問題找出一種可操作的模式。

一、預制板的質量問題

30年前的唐山地震中，預制板從天而降，傷人無數，人們稱它為“棺材板”、“奪命板”。這次汶川地震中，預制板仍是主要的致人傷害的材料，大量的樓板及現澆板一層一層地壓下來，堆成一座小山，要想救人，就得把樓板一層一層地掀起來，談何容易。現在的問題是預制板傷人很嚴重，我們是否可以永遠不用這種建筑材料呢？顯然不能，從一些多地震國家的經驗看，樓板傷人關鍵是構造不合理造成的。這次震災現場也發現，主因是墻體不抗震。地震一來磚墻不堪一擊，倒塌飛散，于是樓板就塌落下來。震后進行振動臺試驗和反復加載試驗表明，如果樓板進墻一厘米，只要墻不倒，樓板就不會掉下來，所以要保證樓板不傷人，出路在于用構造梁柱，箍住磚墻，保證墻不倒塌，建筑物的構造梁柱是樓房是否堅固的關鍵。

這次汶川地震中還發現一些樓板沒有加鋼筋，混凝土的標號很低，用手掰都可以掰開，這樣的樓板應該稱之為黑心樓板，根本經不住地震的考驗。

水泥是1845年在英國開始制造的，僅過了9年到1854年人們又創造了加鋼筋的水泥 ，這樣建筑材料更加堅固耐用。水泥對鋼筋的依賴人們從一開始就認識到了。可是時間到了二十一世紀，人們卻又在水泥制品中不用鋼筋。這在汶川地震中完全暴露出來了，如有的倒塌的公共建筑物的樓板里面根本沒有加鋼筋，這坑害了多少無辜的生命。所以我們一定要從這次地震中吸取教訓，嚴格建筑質量的監督，杜絕不合格的建筑材料蒙混過關。

鋼筋混凝土作為建筑材料使用，到現在也不過是150年的時間，對于一種永久性的建筑材料，150年的歷史還是很短暫的，還有許多未被認識到的技術等待我們去研究。所以我們必須不斷的探索，老老實實的按照科學技術要求去做，不可以偷工減料。尤其是在今后的商場等公共建筑中，混凝土的運用必須更加謹慎。必須考慮更多的建構方式和建筑材料。

二、提高框架結構的抗震能力

這次地震中，汶川的大型商場幾乎無一幸免，全都倒塌了，損失是慘重的，這些建筑除了存在一定的建筑質量問題，主要原因是結構形式不抗震。

汶川的商場大都是底部框架的磚房結構，其破壞機理通常是：上部結構的抗側剛度較底層大，底層是相對薄弱層，較大地震時結構會在底層率先屈服，進入彈塑性狀態并產生變形而倒塌。

在今后的設計中如能合理的設計圈梁等，使之在墻體中形成弱框架，將會較大地提高砌體結構的抗震性能。建議做到如下幾個方面：

1.在構造柱與圈梁連接處，構造柱的縱筋應穿過圈梁，保證構造柱縱筋上下貫通。

2.對與構造柱相連的梁或圈梁，梁兩端1.5倍高范圍內宜加密箍筋，間距100mm。

3.構造柱可不單獨設置基礎，但應伸入室外地面下500mm，或與埋深小于500mm的基礎圈梁相連。

4.構造柱應沿整個建筑物高度對正貫通設置，構造柱在層與層之間不能錯位。

5.從圈梁與樓板的相對位置看，圈梁可以分成板平圈梁、板下圈梁和高低圈梁，就所起的抗震能力講，以板平圈梁最好，它不但直接將樓板箍住，形成一個封閉的受力體系，而且還可以通過樓板鋼筋出頭，與圈梁混凝土整澆一體。

6.對由于地基土地耐力不大或土質不一致須增設基礎圈梁，則不應小于180ram。凡內橫梁與外縱墻的接頭部位，未設貫通圈梁 ，宜設圈梁拐角接頭，拐角接頭長度為1米，可從圈梁內甩出墻體拉結，也可按圈梁做法拐出1米。這樣就保證了在房屋抗震時應力集中部位得到很好的拉結。

7.構造柱應嚴格按照《建筑設計抗震規范》中第7.3.1條設置，當外墻洞口寬度大于2米時，洞口兩側應增設構造柱；女兒墻內應按間隔不大于2米設置構造柱。本次特大地震中，窗下墻多出現十字交叉裂縫，外縱墻窗臺部位應增設通長圈梁，圈梁高度宜為120mm，增強窗下墻體的抗剪強度。

8.屋蓋結構是各片抗側力結構間傳遞水平力的主要構件，通常作剛性樓面假定進行結構簡化計算。因此選擇正確的樓、屋蓋結構，是保證樓層的整體性、連續性和平面剛度，是保證結構設計計算正確合理的主要措施。樓、屋蓋結構應采用鋼筋混凝土現澆板結構，增強樓的平面剛度。現澆板的厚度不應小于110mm。這都是框架結構應掌握的幾個重點。

三、重視抗震設計

這次地震中，震區大約有8697.4萬平方米的公共建筑遭到不同程度的破壞。商場、學校破壞較為嚴重。其中設計不合理，是造成建筑物不抗震的一個值得注意的問題。

如汶川的一座商住兩用樓，下面兩層為商場面，上面三層為辦公樓。下面的商場采用了支撐柱來擴大商場的面積，支撐著整座樓的重量，由于設計的支撐柱太細，在地震作用時，整個底部框架結構支撐不住上面樓層的壓力，支撐柱在地震的瞬間暴斷，下面的兩層商場垮塌，上面的三層辦公樓落下來，五層樓變成了三層樓。

商場用房的支撐柱是支撐樓面的關鍵部位，但立柱應多粗，設置幾根才合適，是一個經常爭議的問題，業主和建筑師往往要求柱子少一點，柱子的截面越小越好，其目的是為了美觀，創造寬闊 的視野。這卻給地震帶來了隱患，在唐山、臺灣、日本阪神等歷次強震中，支撐柱破壞引起的建筑物倒塌的例子很多，其中起支撐作用的柱子截面過小，軸壓比過大是一個主要原因。

支撐柱截面積太小，直接的結果是柱頭壓碎破裂，把底層柱壓垮，上部樓層墜毀落。這個教訓是無數生命的犧牲換來的，我們每個設計師都應認真汲取教訓，嚴格按規范規定設計，在大型商場設計中，不能忽視任何一個節點。

地震發生后，由于人員逃生的本能往往造成建筑物的走廊、樓梯等疏散通道內驟然間人員密度加大，流動性加強，一旦疏散通道發生倒塌，就會造成群死群傷的嚴重后果。本次地震中，就發生了商場的樓梯間倒塌事例。在地震的調查中，也發現很多人員傷亡都有集中在過道、走廊、出口附近，有的事例中甚至出現在出口附近多達七八層尸體疊壓在一起的現象。因此在建筑物抗震設計時，應保證結構疏散通道的合理性和特大地震的抗倒塌性能至為重要。

綜合上述，對商場建筑抗震設計時，應在結構抗震安全保證的基礎上，根據建筑物的重要性和用途確定其功能目標，根據功能目標確定合適有效的抗震設防標準，達到“小震不壞，中震可修、大震不倒”的抗震設計目標，使建筑在各種地震作用下能保障其基本的功能不失效。保證建筑結構在極端條件下的抗倒塌機理，保證人員和財產的安全，提高商場建筑的總體抗震水平。