我國重大地震與建筑抗震設計的研究

李 鑫

(西南科技大學土木工程與建筑學院，四川 綿陽 621000)

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我國重大地震與建筑抗震設計的研究

李 鑫

(西南科技大學土木工程與建筑學院，四川 綿陽 621000)

通過唐山地震和汶川地震兩個案例，分析了我國建筑抗震設計的發(fā)展情況，并從抗震設計理論、建筑材料、抗震構(gòu)造措施、規(guī)范要求等方面作了闡述，有利于不斷更新與完善建筑抗震設計體系。

地震，抗震設計，建筑材料，樓梯間

0 引言

地震是與地球內(nèi)部構(gòu)造緊密相關(guān)的一種自然現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計，地球上每年約發(fā)生500多萬次地震，其中絕大多數(shù)釋放的能量太小或太遠，以至于人們感覺不到；真正能對人類造成嚴重危害的地震是強烈地震。強烈地震會造成地面的強烈搖晃和顛簸，造成建筑物和構(gòu)筑物的破壞，嚴重危及人民的生命財產(chǎn)安全。地震還可能引發(fā)海嘯、滑坡、泥石流、空氣污染等等次生災害，它們有時比地震直接造成的損失更為嚴重。

減輕地震災害是一項系統(tǒng)性的宏大工程，關(guān)乎著社會經(jīng)濟發(fā)展和人類生命安全，它主要包括了震前的防震防災、震時的應急處理、震后的搶險救災和災后重建。震前的防震防災能夠防患于未然，體現(xiàn)在建筑工程中則是通過一定的構(gòu)造措施和材料要求來提升建筑的性能，使其在地震到來之時能夠避免或者減少地震帶來的破壞。所以說，震前的防震措施是減輕地震災害最為行之有效的途徑。我國有組織的結(jié)構(gòu)抗震研究開始于20世紀50年代，并在1959年和1964年提出了兩個版本的設計規(guī)范,簡稱為“59”規(guī)范和“64”規(guī)范，雖未正式頒發(fā)，但對我國的工程抗震事業(yè)有著深遠影響。我國正式頒布的第一本工程抗震設計規(guī)范是1974年試行的TJ 11—74工業(yè)與民用建筑抗震設計規(guī)范。之后隨著抗震設計理論的完善和進步，我國逐步頒布了“78”規(guī)范、“89”規(guī)范、“01”規(guī)范和“10”規(guī)范。這些設計規(guī)范對建筑的結(jié)構(gòu)設計、施工技術(shù)等方面做出了要求，一定程度上保證了建筑的抗震性能。建國后，我國國內(nèi)發(fā)生過很多次破壞程度較為嚴重的大地震，本文選取了其中較為嚴重的唐山地震和汶川地震進行研究，探究這兩次地震發(fā)生后我國建筑抗震設計做出的相應變化。

1 唐山地震與抗震設計的發(fā)展

1976年7月28日，我國河北省唐山市發(fā)生了7.8級地震，成為中國歷史上罕見的一次城市地震災害。地震的破壞范圍超過了3萬km2，14個省、市、自治區(qū)都有震感。震中的唐山市區(qū)遭到了毀滅性打擊，國家財產(chǎn)遭受極大損失，1 479萬m2的房屋被損毀，經(jīng)濟損失達到了54億元，而人民的生命安全也遭受嚴重破壞。唐山大地震是一場世界罕見的災難，這場災難也使人們在悲痛中得以反思，尋求減少災難損失的方法。

唐山大地震的發(fā)生使得建筑結(jié)構(gòu)抗震得到了極大的重視。

首先是認識到了地震設防的重要性，應對地震的方案由被動變?yōu)橹鲃樱e極尋找對付地震的辦法。這里涉及到了場地的劃分問題，“78”規(guī)范中將全國劃分出7度～9度設防區(qū)，而鑒于我國地震多發(fā)的情況，“89”規(guī)范中提出了進一步將抗震設防區(qū)擴大到6度區(qū)的重大決策。這使得我國的抗震設防區(qū)面積進一步擴大，占到了大陸國土面積的一半以上。考慮到當時的有關(guān)地震的理論研究和實踐知識尚且不足，所以對6度區(qū)的建筑進行適當設防就顯得極為重要,這樣能夠?qū)赡艹霈F(xiàn)的地震情況做出提前預防，大大提高了建筑的抗震能力。

其次是建筑抗震設計理論的變化，“78”規(guī)范實行單水準設防，保證建筑主體結(jié)構(gòu)“壞而不倒”；而“89”規(guī)范則將抗震設防的概念進一步完善，提出了三水準的設防概念，即“小震不壞、中震可修、大震不倒”的設防目標。第一水準：當遭受低于本地區(qū)設防烈度(基本烈度)的多遇地震影響時，一般不受損壞或不需修理可繼續(xù)使用。第二水準:當遭受相當于本地區(qū)抗震設防烈度的地震影響時，可能損壞，經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。第三水準：當遭受高于本地區(qū)抗震設防烈度的地震影響時，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴重破壞[1]。三水準設防原則的提出進一步提高了我國的建筑抗震設計理論。

最后是建筑材料和抗震構(gòu)造措施的變化。建筑材料是建筑物抗震能力的物質(zhì)基礎，所用的建筑材料不同，建筑的抗震能力也就不同。唐山地震后，鑒于磚砌體結(jié)構(gòu)整體性差、抗震能力差的特點，粘土磚逐漸被淘汰，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)得到了大力發(fā)展，并出現(xiàn)了預應力鋼筋混凝土、輕型屋面板等構(gòu)件。“78”規(guī)范創(chuàng)造性地提出了構(gòu)造柱的概念，即在砌體結(jié)構(gòu)房屋墻體的規(guī)定部位，先按構(gòu)造配筋，之后按先砌筑墻體，后澆筑混凝土的施工順序澆筑構(gòu)造柱。構(gòu)造柱與房屋的圈梁相連接，能夠增加房屋的整體性，提高房屋的抗震能力。

2 汶川地震與抗震設計的發(fā)展

汶川地震發(fā)生于2008年5月12日，地震烈度達到9度，中國的大部分地區(qū)甚至亞洲的多個國家和地區(qū)都能感覺到此次地震。汶川大地震是新中國成立以來破壞力最大的地震之一，造成了高達8 452億元人民幣的經(jīng)濟損失。這次災難雖是天災，但也有許多建筑的破壞倒塌與結(jié)構(gòu)設計問題、施工偷工減料等人為因素脫不了干系。汶川地震發(fā)生后，人們在對此次地震災害進行認真的經(jīng)驗總結(jié)之后,對當時的“01”規(guī)范進行了局部修訂。

“01”規(guī)范大體保持了“89”規(guī)范中大部分的抗震設計思想，并順應時代發(fā)展額外增加了鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設計、隔震減震設計等內(nèi)容。四川盆地的周邊地帶位于多山地區(qū)，建造在這些地方的建筑在此次地震中遭到嚴重破壞。修訂后的規(guī)范嚴格限制了建筑的選址問題,規(guī)定危險地段上嚴禁建造甲、乙類的建筑，不應建造丙類的建筑，要求山區(qū)的建筑場地上應設置邊坡工程來保證抗震穩(wěn)定性并避免深挖高填[2]。

樓梯等非抗震構(gòu)件的設計問題在地震之后也顯示出了重要性。地震中樓梯間起到流通疏散作用，同時也是人群較為集中的地點，一旦樓梯間結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，往往都會導致慘重的人員傷亡。修訂后的規(guī)范為此增加了新的內(nèi)容，要求在樓、電梯間的四角，樓梯段上下端對應的墻體處，外墻四角和對應轉(zhuǎn)角，錯層部位橫墻與外縱墻交接處，大房間內(nèi)外墻交接處，較大洞口兩側(cè)等位置都要設置構(gòu)造柱[3]，保證樓梯間在地震作用時的安全。

3 結(jié)語

我國作為一個地震多發(fā)的國家，地震活動的頻率高、分布廣、強度大、破壞性較強，所以抗震設計工作顯得尤為重要。我國的建筑抗震理論與技術(shù)在半個多世紀的歷程中從無到有，不斷發(fā)展和完善，形成了自己獨有的理論體系。建筑抗震設計規(guī)范的不斷更新，在歷次的重大地質(zhì)災害中得到了檢驗與完善。但是理論的完善只是防震工作的一部分，只有嚴格執(zhí)行施工規(guī)范，進行合理設計的同時保證施工的高質(zhì)量，才能最大限度的避免地震災害的發(fā)生。

[1] 郭仕群.工程結(jié)構(gòu)抗震設計[M].成都：西南交通大學出版社，2013.

[2] 王亞勇.概論汶川地震后我國建筑抗震設計標準的修訂[J].土木工程學報，2009(42)：1-12.

[3] GB 50011—2001,建筑抗震設計規(guī)范(2008版)[S].

Study on domestic major earthquakes and architectural seismic-resisting design

Li Xin

(CollegeofCivilEngineering&Building,SouthwestUniversityofScience&Technology,Mianyang621000,China)

Based on Tangshan earthquake and Wenchuan earthquake, the paper analyzes the development conditions of domestic building seismic-resisting design, and describes seismic-resisting design theories, building materials, seismic-resisting structure measures and regulation requirements, which will be good for continuously renovating and improving building seismic-resisting design system.

seismic, seismic-resisting design, building material, staircase

1009-6825(2016)16-0053-02

2016-03-23

李 鑫(1994- )，男，在讀本科生

TU318

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