抗震住宅的明天在哪里

這些年來，建筑房屋抗震性能差是導致震災人員傷亡的一個重要原因之一，對抗震住宅的設計與需求也由此受到了更多的關注與探討。

痛定思痛加強建筑抗震性能

2012年9月7日，云南省昭通市彝良縣、貴州省畢節地區威寧彝族回族苗族自治縣交界發生5.7級地震。2011年3月10日，云南盈江發生5.8級地震。2008年5月12日，四川汶川發生8.0級地震……

這些年來，建筑房屋抗震性能差是導致震災人員傷亡的一個重要原因。而鋼結構住宅建筑的抗震性在地震災害中得到了檢驗。在汶川地震中，以九州體育館為代表的鋼結構建筑成了災民的避難所，鋼結構以其特有的安全性保護了人民的生命財產。

近幾年，中國鋼結構協會組織部分國內鋼結構企業的技術和管理負責人、專家學者和行業研究人員赴歐美國家、韓國、日本開展鋼結構住宅技術交流和考察活動。大家對上述國家政府和企業重視結構抗震性能的研究和推廣追求人與環境和諧共生的理念留下了極其深刻的印象。

眾所周知，日本是地震多發國，日本鋼結構住宅的發展有其特定歷史條件和社會環境，尤其在上世紀，日本政府在每一次大地震災害發生后，都會修訂法規，補充條款，提高建筑抗震標準。建筑商都會根據建筑受損程度，進行專題研究并提出新技術的解決方案，不斷改進建筑的結構體系。日本重視對造成地震災后傷害案例的研究，其技術成果會得到國家政府和全社會的高度重視，并進行推廣和運用。這一點非常值得我國借鑒和學習。

生命第一是建筑的準則。研發具有自有知識產權的鋼結構產品，走中國鋼結構住宅獨創的技術創新之路，制定抗震和驗收新的標準，體現科技節能、科技創造生活新追求，是我們努力的方向。

從建筑用鋼著手也許能找到出路

國外建筑用鋼量占鋼產量的10%～30%，以中國年產74L噸鋼計算，10%就是7000萬噸。但是，目前我國每年建筑用鋼量才3000多萬噸（不含鋼筋）。而美國、日本這些鋼結構建筑普及的國家，用鋼量已經達到了鋼產量的30%。這些鋼結構建筑較普及的國家與我國的差距主要是，政府相關部門對大量使用建筑結構用鋼不重視，更沒有鼓勵政策。如果把鋼結構放到一個產業鏈中間，我們會發現，它的上游是鋼廠、下游是開發商和老百姓，鋼結構處在最為關鍵的中間環節，而恰恰國家對這個關鍵的環節長期以來—直沒有明確的政策支持，導致鋼結構企業至今沒有形成規模。

據中國鋼結構協會統計，2011年排名行業前列的鋼結構企業年產鋼結構加工量79萬噸，進入行業前30名的鋼結構企業年產鋼結構加工量14萬噸～50萬噸，這在整個建筑業用鋼的統計里顯得微不足道。

2012年4月，財政部、住建部聯合出臺了綠色建筑補貼政策，鋼結構建筑位列其中，這對于鋼鐵行業來說是一個福音。目前我國保障房建設量十分巨大，就算以每平方米用鋼30公斤～50公斤計算，也是一個天文數字，如果用在商品房領域，將是一個巨大的市場。隨著我國鋼結構住宅技術的日益成熟，鋼結構住宅大規模推廣勢在必行，鋼鐵企業應該抓住這個機會。

鋼鐵是工業的血液，鋼結構是國家的戰略性資源。雖然當下中國鋼鐵嚴重過剩，但是從長遠看鋼產量還是短缺。我國的優質鐵礦石資源相對匱乏，鐵礦石主要依賴進口。從未來國家儲蓄發展的角度考慮，藏鋼于建筑，藏鋼于民，應該是—種很好的途徑。

節能減排大有潛力

目前，我國住宅施工多采取現場生產的方式，將建筑材料、設備運送建筑工地，進行現場作業，施工工序幾十年不變。由于企業的管理水平和人員素質的差異，這種生產方式易出現現場材料浪費、管理粗放、水電浪費嚴重、垃圾排放處理不善等問題。

據中國鋼結構協會對部分房地產企業的調查，有50%以上的住宅開發項目工期得不到保證，不能按合同工期交工；有30%以上的項目造價突破合同造價，工期和成本的需要導致開發商投資成本增加，最終這部分增加的造價必然轉嫁到消費者身上。同時，由于現場控制、檢驗環節弱化，為劣質材料進入工地、現場的偷工減料行為打開了方便之門，給工程質量埋下了隱患。

然而，當我們面臨巨大的節能減排壓力時，鋼結構并沒有因為其所具有的低碳環保特性為社會所青睞。中國鋼結構建筑的比例遠遠沒有達到西方發達國家的水平，但這恰恰意味著中國的節能減排潛力巨大。近年來，我國大力推廣綠色建筑，但提到綠色建筑，人們并不會直接聯想到鋼結構，這說明老百姓對鋼結構知之甚少。普及鋼結構知識，讓老百姓接受鋼結構住宅，需要鋼結構大步走進尋靜百姓家。

現階段，中國鋼結構協會、中國建筑金屬結構協會及各省市鋼結構學會（協會）應協助各級政府，圍繞鋼結構行業的技術進步，對從事鋼結構設計，制造、施工的企業提出更高要求。圍繞杭蕭鋼構、寶鋼鋼構、北京賽博思、昆鋼鋼構、萊鋼建設、馬鋼鋼構等一批代表我國鋼結構住宅先進水平的骨干企業，和武漢世紀家園、杭蕭鋼構職工公寓、云南校安鋼結構等一批優質工程，開展行業間的技術交流，大力宣傳和推廣對鋼結構重大科技成果、新材料、新技術及新穎結構的應用，最終推動我國建筑領域實現循環經濟、節能環保持續發展。

多層磚混結構房屋的抗震設計

磚混結構由于選材方便、施工簡單、工期短、造價低等特點，多年來磚混房屋是我國當前建筑中使用最廣范的一種建筑形式，其中民用住宅建筑中約占90%以上。磚混結構多采用粘土磚和混合砂漿砌筑，通過內外磚墻的咬砌達到具有—定整體連接性的目的。在地震設防地區，多層磚混砌體房屋由于組成的基本材料和連接方式決定了其脆性性質，變形能力小，導致房屋的抗震性能較差，因此改善砌體結構廷性，提高房屋的抗震性能具有極其重要意義。根據現行建筑抗震設計規范、砌體結構設計規范，結合自身設計的實踐經驗，在多層磚混房屋抗震設計上應注意以下幾方面：

科學布局建筑平面和立面

建筑平面和立面的規整性是整個結構設計中一個十分基礎、重要的內容。抗震設計中，建筑平面、立面宜盡可能簡潔、規則，結構質量中心與剛度中心相一致。對于結構平面布置不規則的房屋質心與剛度中心往往不容易重合，在地震作用下會產生扭轉效應，大大加劇地震的破壞力度，對體型不規則的房屋應注意偏離結構剛心遠端墻段的抗震驗算。建筑立面應避免頭重腳輕，房屋重心盡可能降低，避免采用錯落的立面，突出屋面建筑部分的高度不應過高，以免地震時發生鞭梢效應，同時應控制好結構豎向強度和剛度的均勻性。

建筑設計應符合抗震概念設計的要求，不應采用嚴重不規則的設計方案，即使不可避免時，也應盡量在適當部位設置防震縫，將體型復雜，平面特別不規則的建筑布局分割成幾個相對規則的獨立單元。在實際工程設計中，應盡可能兼顧建筑造型，又滿足使用功能要求的前提下，將平面布置、立面外觀造型設計得較為規整、簡潔、美觀大方，同時又能有效地提高工程的抗震性能。

砌體房屋的總層數及總高度不應該超限值

歷次震害證明，砌體房屋的層數越多，高度越高，它的地震破壞程度越大，所以控制磚砌體房屋的總高度及總層數對減少地震時帶來的震害有很大的作用。現行建筑抗震設計規范（GB50011-2001）對多層砌體房屋的總高度和總層數有了強制性規定，在設計中房屋總高度及總層數應滿足上標的限值，因為樓蓋重量占房屋總重的一半左右，房屋總高度相同，多一層樓蓋就意味著增加半層樓的側向地震作用，同時加大對底部的傾覆力矩。在中、強地震作用下，因傾覆力矩過大，使得底部墻體產生過大的壓力或剪刀而被破壞，故此減輕自重、減少層數、降低層高是削弱地震影響的有效途徑之一。

增強砌體房屋的剛度及整體性

房屋是縱、橫向承重構件和樓蓋組成的一個具有空間剛度的結構體系，其抗震能力的強弱取決于結構的空間整體剛度和整體穩定性。剛性樓蓋是各抗側力構件按各自側移剛度分配地震作用的保證。現澆鋼筋混凝土樓板及屋蓋具有整體性好、水平剛度大的優點，是較理想的抗震構件，不但可消除滑移、散落問題，增加房屋的整體性，增大樓板的剛度，而且對平面上墻體對齊的要求也可予以適當放寬，因作為以剪切變形為主的砌體結構，層問變形是可控制的。較強的樓板及屋蓋水平剛度使荷載傳遞具有良好的條件，平面上，當上下墻體不對齊時，現澆樓板及屋蓋能起到—定的傳遞水平力的作用，同時樓、屋蓋現澆增加了樓板對墻體的約束。因此，采現澆樓、屋蓋是—種較好的增強樓房結構空間剛度和整體穩定性的方法，在適當的部位增設構造柱，并配置些構造鋼筋，也能達到增強結構整體性的作用。另外，設置配筋圈梁可限制散落問題，增強空間剛度，提高結構整體穩定性，從而提高房屋的抗震性能。

合理布置縱墻和橫墻

多層磚混房屋的主要承重構件是縱、橫墻體，在地震中主要由于承重縱、橫墻在地震力作用下產生裂縫，嚴重者會出現傾斜、錯動、倒塌等現象，進而使房屋造到破壞，所以合理布置縱、橫墻對提高房屋抗震性能起到很大的作用。多層磚混房屋應優先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結構體系，縱、橫墻的布置宜均勻對稱，沿平面內宜對齊，沿豎向應上下連續，同時一軸線上的窗問墻寬度宜均勻。房屋的空間整體剛度和整體穩定性決定著房屋抗震能力的高低，多層磚混房屋一般采用縱墻或橫墻承重，由于非承重方向的約束墻體少，間距大，因而房屋該方向剛度較弱，空間剛度和整體性均較差，拉震能力低。在高烈度地區，墻體由于平面外的失穩而先行破壞，進而引起整個房屋倒塌。而在兩個方向適當布置縱橫、墻混合承重的房屋，由于其限制了縱、橫墻的側向變形，增強了空間剛度和整體性，對承受縱、橫兩個方向的水平地震作用及抗彎、抗剪都非常有利。墻體布置時，應盡量采用縱墻貫通的平面布置，當縱墻不能貫通布置時，可在縱橫墻交接處采取加強措施，也可在縱、橫墻交接處增設鋼筋混凝土構造柱，并適當加強構造配筋；必要時還可以每隔—定高度放置水平拉結構筋，以加強房屋整體性，防止縱、橫墻交接處被拉開。

在地震中多層磚混房屋的橫向地震力主要由橫墻承擔，不僅要求橫墻有足夠的承載力，而且樓蓋必須具有能將地震力傳給橫墻的水平剛度，對抗震橫墻最大間距的構造規定就是為了滿足樓蓋對傳遞水平地震力所需的剛度要求。現行建筑抗震設計規范（GB50011-2001）規定：房屋抗震橫墻的間距不應超過規范中表決7.1.5的要求，其中，8度設防時，現澆或裝配整體式鋼筋混凝土樓、屋蓋的多層磚混房屋抗震橫墻最大間距為15m。當橫墻間距過大時，縱向磚墻會因過大的層間變形而產生出平面的彎曲破壞，使樓蓋失去傳遞水平地震力的能力，從而導致地震力還未傳到橫墻，縱墻就已先破壞，所以有效地控制橫墻間距能提高房屋的抗震能力。

摘自《中華建筑報》