王志華
汶川5·12地震后,為救災和災后重建提供基礎數據及參考,為救助受災群眾,我院應成都市建委邀請,組織了10余名從事結構設計的技術人員于2008年5月17日參加由成都市房管局與彭州市政府組織赴彭州市進行房屋安全調查評估,本次檢查評估了彭州市紅巖鎮、麗春鎮、隆豐鎮等10余個鄉鎮及彭州市區的部分公用建筑及民用建筑。現對此次震后房屋評估的有關情況總結如下:
此次評估依據建設部頒布的《建筑地震破壞等級劃分標準》及《彭州市災后房屋安全評估實施辦法》對災區房屋劃分為倒塌、嚴重破壞、中度破壞、輕微損壞和基本完好幾個破壞等級,同時給出是否可居住的評估結論,并對需要維修的房屋給出加固維修方案。
現在從以下幾個方面對不同結構類型、是否正規設計施工、不同場地狀況、是否正常使用等不同類別房屋在遭遇地震后的損壞情況做比較對照。
由于國家的經濟發展水平受限,我國鄉鎮、農村絕大多數居住用房及較大比例的區縣一級的部分老舊房屋均為自建房,即居民自己出資按照當地的建房風格,聘請本地的工匠搭建的居住用房,這部分房屋均沒有采取任何抗震的構造措施,不能滿足抗震的一些基本要求,比如磚瓦房或磚混結構房屋均沒有按照抗震設防要求設置構造柱、圈梁,使用120 mm厚磚墻作為主要承重墻等,這部分房屋在地震中均表現為嚴重損壞。特別是采用單磚墻砌筑的房屋其縱墻基本完全破壞,其橫墻在山尖部分出現水平通長裂縫。另外有部分房屋底層采用240磚墻,二層采用單磚墻的小青瓦房屋,二層基本破壞,底層縱向破壞。相反,凡經過正規設計及施工或者構造上基本滿足了部分抗震有利的措施的住宅、公用建筑、工業建筑,在此次地震中,除少部分損壞相對嚴重外,大部分房屋屬輕微或中度破壞,維修后均可繼續使用。位于市區的大部分建筑均基本完好,位于鄉鎮上少部分近年自建房由于其承重墻均采用240磚墻,或者部分用了現澆樓蓋,并設置了圈梁,在地震中均只是輕微損壞。
位于震區不同結構類型的房屋破壞程度及破壞特征完全不同,像框架、木結構等具備延性材料或耗能構件的房屋在此次地震中的表現優越于純粹脆性材料砌筑的磚混類房屋,而采用了整體現澆樓屋蓋或者局部樓層現澆的磚混房屋又好于完全采用預制板樓屋蓋房屋。
從數百棟房屋的評估結果可以看出,不同房屋結構類型其砌筑材料、結構剛度和質量不同,其相應的破壞程度、破壞特征完全不同。從查驗房屋結構類型看主要有穿斗木結構小青瓦房、磚木結構小青瓦房、磚混結構房屋、底框混合結構房屋、框架結構房屋。從破壞程度上看,框架結構類房屋、穿斗木結構房屋在此次地震中除極少部分山區的相當老舊的木結構房屋倒塌外,其余損害均相對輕微;而磚砌體類房屋(磚木結構及磚混結構)在此次地震中其損壞相對較嚴重。從破壞特征上看,框架及木構架類房屋多數是僅附屬構件的破壞,比如填充墻開裂,瓦屋面破壞,略微嚴重點的在框架節點區域出現微裂縫,但主要承重構件均完好;而磚砌體類磚瓦房、磚混結構房屋的破壞多屬墻體脆性破壞,而此類房屋的墻體均為房屋的承重構件,因此一旦個別承重墻體出現“X”形或“八”字形裂縫(見圖1,圖2),此類房屋基本只能定義為不能再居住的房屋。

尤其需要引起重視的是底框類混合結構房屋,由于其特殊的結構類型,結構層間剛度變化劇烈,材料性能差異性較大,導致底框以上部分破壞非常嚴重,與底框相連樓層縱橫墻大量破壞。
此外不同結構體系之間組合時,由于其結構形式的差異性,在兩種體系或系統之間的結合處(比如抗震縫)如果處理不恰當,會導致整個結構體系或者結合處嚴重損壞。彭州市工業局下轄的一火電廠主廠房即因為各種系統之間的抗震措施沒能處理恰當,因而導致整個主廠房嚴重破壞,所帶來的經濟損失很大(如圖3所示)。

最后就是特種結構類型如水塔類由于其“頭重腳輕”的特點,對抗震極其不利,位于彭州市區不少水塔均完全倒塌,給附近的建筑物也帶來毀滅性破壞。
此次房屋評估還可以看出,位于不同場地條件下的房屋破壞差別較大。彭州市位于平原與山區過渡區域,其下轄鄉鎮有的位于平原,有的位于丘陵,也有部分鄉鎮位于山區。從評估結論可以看出,紅巖鎮、隆豐鎮等有數個居民村位于山區,這部分居民房屋損害較嚴重,而逐漸往平壩區域,房屋的損毀均逐漸減輕。這也印證了抗震規范中關于山頂建筑的地震效應放大的情況,同時位于平壩地區的溝渠、河道以及下臥較厚的卵石層減緩了地震作用。另外,部分民房順地形而修建的半地下類房屋(一側臨空,一側靠山體或道路)破壞非常嚴重,以后應盡量避免此類房屋的建設。
由于我國在房屋交付使用后并沒有形成一套相對嚴格、全面的房屋使用管理辦法、制度,不少居民在使用時存在超過設計荷載、擅自在原有房屋上加建或搭建的情況,此部分房屋在地震中損壞均非常嚴重。比如在隆豐鎮某條街道上同一排結構類型相同、樓層相同、施工單位及建成時間相同的房屋,有數家在建成投入使用后擅自在屋頂加建了一層,這幾棟損壞均比較嚴重,而另外幾棟未加建的房屋均基本完好。而位于彭州市區某公司家屬樓,有些住戶改變陽臺用途,在陽臺上砌筑磚砌灶臺,其荷載遠超設計使用荷載,導致陽臺挑梁端部出現側面豎向裂縫、挑梁端部下面的磚承重墻有酥碎現象,封口梁與挑梁處斷裂。
這種后加建的現象比較普遍,查驗的各個鄉鎮,包括市區都存在不少這種類型的房屋。
通過以上分析比較,不同狀況的房屋在地震中抵抗地震的水平完全不同,帶來的房屋損壞也有明顯的差別。隨著我國正在實行的城鄉一體化進程和即將進行的災區重建,我們應該從整體規劃入手,對未實現抗震設計的縣級及縣級以下區域的居民自住房屋納入抗震設防規劃中;居住房的設計與建設應結合此次震害經驗從抗震概念到施工措施上提升房屋抵御地震的能力;同時在居民用房交付使用后應實行嚴格、統一的后續房屋使用管理。
[1] 劉 劍.鋼結構建筑抗火設計及防火保護探討[J].山西建筑,2009,35(2):88-89.