地震中房子不倒的秘密

楊 檬

南美的智利2010年2月經歷了8.8級超強地震,人員和建筑物的損失卻很小。為此,許多人來到這個處于全球最活躍地震帶上的國家,尋找該國建筑“堅不可摧”的秘密。

“低矮結實的建筑是智利抗震的法寶”實則是一種猜想。人們發現,智利首都圣地亞哥新城區街道兩旁高樓林立,頻繁的地震并沒有影響這個南美大都市的現代化建設。當地人說,隨著智利建筑抗震技術的不斷提高,近年來首都地區并沒有因為地震而刻意少建高樓。

智利是全世界建筑標準最嚴格的國家。智利建筑協會副總裁貝桑松介紹說,1940年,智利政府正式出臺建筑物的抗震設計標準,每一次大地震后就會進行重新修訂。從1985年到現在,智利共建起2000座9層以上的高樓,在2月的地震中只有33棟遭到結構性破壞。

智利建筑的抗震理念不是讓房屋用鋼筋鐵骨去硬扛,而是盡可能緩沖、釋放地震威力,最大限度保全建筑。智利把地震分為三個等級。規定在低等級地震中,房屋不應受到任何損壞;中等級地震,建筑結構允許出現可修復的損壞;在高等級的破壞性地震中,結構可以損壞,但建筑物不能倒,疏散通道必須暢通。總體來說,就是“震而不破,破而不倒”。

按照這樣的設計思路,該國建筑業廣泛采用一種被稱為“強梁弱柱”體系的抗震設計。根據這種設計的要求,建筑的主要支撐是鋼筋混凝土的立柱,柱子通過鋼制的框架加固。鋼筋混凝土的橫梁與立柱連接起來支撐地板和天花板。當地震發生時,橫梁末端的混凝土會隨著地震的沖擊而發生碎裂,大量釋放地震能量,使鋼筋混凝土柱子的鋼制框架得以保存,能夠直立不倒,從而保證整座建筑主體不會坍塌。

矗立在圣地亞哥的智利第一高樓Titanium塔同樣具備獨特的抗震性能。這棟地上52層、地下7層、高達192米的摩天大廈在2月的大震中完好無損。這是因為,由于圣地亞哥經常遭地震侵襲,該建筑的地基用65根50米的鋼筋水泥樁固定,使其能承受9級地震。大廈的主體建在穩定牢固的地基和框架之上,由加固的混凝土和鋼筋、花崗巖和鋁等材料構成。此外,在大廈底部有21個鋼制減震器,每個高達10米。這些減震器其實就是呈對角線狀的能量消散器,能夠吸收震顫引發的30%的能量,并減少地震或強風造成的扭曲變形和壓力。與那些沒有能量釋放器的建筑物相比,這座建筑在地震能量釋放后遭受的壓力減輕了50%。它的設計師說:“在智利建房子,你可以在一些雜費上節約,但絕不能在結構的穩固性和建筑質量上省錢。”

智利建筑協會的建筑師布爾內斯說,從抗震角度來講,水泥標號、鋼筋強度等材料要求更高,但抗震建筑和非抗震建筑的成本就差3%到5%,基本影響不到開發商的利潤。智利之所以鮮有豆腐渣工程,關鍵還在于建筑過程中對標準的嚴格執行和監督管理。

智利人笑稱他們的防震意識是基因里遺傳的,從上學起,學校就每年定期舉辦防震演習,幫助孩子們學習躲避、疏散和逃生的知識。在智利,無論是私企還是公共機構,每年至少要為所有員工舉行一次緊急情況疏散培訓。游客曾在智利參觀一家大型肉雞養殖廠,進門填寫訪客登記表時發現,表上明確告知可能出現的地震緊急情況,并標出工廠逃生路線示意圖。