2008年5月12日，在四川省汶川縣發(fā)生的地震造成了巨大的人員和財產(chǎn)損失，也使得人們對日常居住的房屋，以及整個社會生活所涉及的各種公共建筑如辦公樓、學校、醫(yī)院、商場等的安全性引發(fā)了更多關(guān)注。
五合國際(5+1Werkhart)的多位負責人、工程師在接受記者采訪時紛紛獻計獻策，從設(shè)計、規(guī)劃方面建言。
規(guī)劃中的避難地問題
五合國際集團中國區(qū)總經(jīng)理陶滔對記者表示，地震肆虐后的都市瓦礫堆令人觸目驚心，驚恐的人群即使從樓宇中逃離出來，也難免遭受落瓦飛石的傷害。尤其在中國這種高密度下的城鎮(zhèn)里，城市避難場所的規(guī)劃尤為重要。
現(xiàn)代城市規(guī)劃編制內(nèi)容里，有一項重要的編制項目，就是城市防災抗災規(guī)劃，包括消防規(guī)范、人防配套、防洪標準。但是，隨著城市土地價值的不斷攀升，城市中空地不斷地減少。因此，即使城市中有宏大的廣場，開闊的公園，在緊急時刻，人們?nèi)绾蔚竭_呢？
在1995年北京市控制性詳細規(guī)劃的研究內(nèi)容里，也強調(diào)了每個街道保證3000平方米左右的完整綠地，以作為城市防災中的避難場所。由此追溯，居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計規(guī)范中所要求的三級綠地系統(tǒng)，就不僅僅是景觀形象的問題，更重要的是必須在高密度的樓宇中留出危難時的安全空間。所以，居住區(qū)綠地、小區(qū)綠地、組團綠地，斷不該形似細如游絲的帶狀綠化，更不能被樓間距所取代。
陶滔呼吁，中國因為國情所限，建設(shè)高密度社區(qū)是必然趨勢，但如何把握高密度這個度，需要規(guī)劃管理部門的嚴密把關(guān)，更需要開發(fā)商們的社會良知，也需要社會民眾的呼吁和監(jiān)督。由此，我們才能實現(xiàn)我們在美好家園中的生存和安全。
剪力墻結(jié)構(gòu)有助抗震
高檔住宅設(shè)計專家、五合國際集團副總經(jīng)理嚴濤、五合國際結(jié)構(gòu)工程師劉平對記者表示，目前我國抗震設(shè)計的目標是“大震不倒，中震可修，小震不壞”。當?shù)卣鹆讯却笥谠O(shè)防裂度時，房屋建筑即使產(chǎn)生較大破壞，也應保證不出現(xiàn)立刻垮塌，使人員有逃生時間。
從抗震性能的角度分析：砌體結(jié)構(gòu)由于由磚、石等砌筑而成，砌塊之間的連接較差，雖然設(shè)置了鋼筋混凝土構(gòu)造柱、圈梁等加強措施，但當遇到強震時，在水平和豎向交替震動下，砌塊之間的連接容易被破壞，導致砌體松散，豎向受力構(gòu)件破壞，建筑物垮塌；相比之下，框架結(jié)構(gòu)能夠提供較為寬敞的使用空間，有利于建筑功能的組織和分割，但其抗側(cè)剛度較弱，在強震作用下易出現(xiàn)較大位移，導致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較嚴重破壞，因此也屬抗震不利結(jié)構(gòu)。
鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)有較大的抗側(cè)剛度，在地震作用下位移較小。經(jīng)過抗震設(shè)計的剪力墻結(jié)構(gòu)，在大震作用下，破壞會局限于門窗洞口處出現(xiàn)裂縫，而即使墻體開裂，各墻肢也可支承樓板，不會發(fā)生大規(guī)模的垮塌。
框架-剪力墻結(jié)構(gòu)是在框架結(jié)構(gòu)中合適的部位增設(shè)剪力墻，在提供滿足功能需要大空間的同時，由增設(shè)的剪力墻提供較大的抗側(cè)剛度，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。各種結(jié)構(gòu)形式的抗震性能，即指結(jié)構(gòu)在小震和大震下的表現(xiàn)各不相同。
總體來說，鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)和框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能較好，砌體結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)的抗震性能相對差一些。
多種手段可提高安全度
劉平對記者表示，近年來，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，大大豐富了提高建筑抗震能力的手段。
舉例來說，隔震技術(shù)是國際上熱門的工程抗震新技術(shù)。通過把隔震消能裝置(如橡膠隔震墊)安放在結(jié)構(gòu)物底部和基礎(chǔ)(或底部柱頂)之間，把上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)“隔開”，改變了結(jié)構(gòu)的動力特性和動力作用，明顯地減輕結(jié)構(gòu)物的地震反應。實踐證明，隔震體系一般可使結(jié)構(gòu)水平地震加速度反應下降60%左右。1994年1月17日，美國洛杉磯大地震中，該市相距不遠的兩個醫(yī)院，一個是隔震的，地震時醫(yī)師護士照常工作；另一個是不隔震的，損壞厲害，一直無法恢復工作。1995年1月17日，日本神戶大地震，該市的西部郵政大樓和松村研究所大樓等隔震房屋經(jīng)受了地震的考驗，房屋結(jié)構(gòu)安全完好，儀器、設(shè)備、裝修等絲毫無損。根據(jù)其特性，隔震技術(shù)主要適用于較重要的低層和多層建筑，如醫(yī)院、學校、商場、科研機構(gòu)以及重要的指揮職能單位。
從建筑設(shè)計的角度出發(fā)，依據(jù)合理的設(shè)計原則，同樣可以提高甚至保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性。這些原則包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件應具備足夠大的承載能力；結(jié)構(gòu)應具有足夠大的剛度以減小地震作用下的扭轉(zhuǎn)和位移；結(jié)構(gòu)應具有足夠大的延性和耗能能力，這一點對結(jié)構(gòu)在強震作用下的安全性尤為重要。延性是指構(gòu)件和結(jié)構(gòu)屈服后，具有承載力不降低或基本不降低，且有足夠塑性變形能力的一種性能。
綜合運用以上的抗震原則，以承載力、剛度和延性為主導目標，實施多道防線，剛?cè)峤Y(jié)合的基本理念，同時保證結(jié)構(gòu)體型簡單規(guī)則，結(jié)構(gòu)受力和傳力途徑直接，整體結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)構(gòu)件共同作用，就可以從設(shè)計上確保建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的安全性。
以著名美籍華裔設(shè)計師林同炎設(shè)計的尼加拉瓜首都馬那瓜美洲銀行大樓為例，該樓18層61米高。由于采取了多道防線，剛?cè)峤Y(jié)合的概念設(shè)計思想，通過在總體系中預設(shè)薄弱環(huán)節(jié)作為強烈地震作用下可被破壞但不影響整體安全的耗能構(gòu)件保證結(jié)構(gòu)的抗震性能。在1972年馬那瓜強烈地震作用下，該樓僅出現(xiàn)少量裂縫，經(jīng)過簡單維修加固后至今仍可使用，而周圍大量建筑物倒塌，5000多人死亡。
防倒塌應為研究重點
幾位設(shè)計專家最后聯(lián)合呼吁，由于歷史原因，在我國，上世紀80年代以前的建筑大量存在，這些建筑大多未考慮抗震或抗震能力較差。有些房屋雖經(jīng)過抗震加固，整體抗震性能依然較差。在此次汶川地震中垮塌的房屋大部分為建造較早的砌體結(jié)構(gòu)和多層框架結(jié)構(gòu)。同時，由于我國經(jīng)濟發(fā)展不均衡，在部分經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)及交通運輸能力較差的地區(qū)，使用較易就地取材的磚石作為主要建筑材料的砌體結(jié)構(gòu)在今后相當長的時期內(nèi)仍將大量存在，而作為低層公共建筑的主要結(jié)構(gòu)形式，框架結(jié)構(gòu)也將大量存在。因此如何從設(shè)計上提高高設(shè)防烈度地區(qū)砌體結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)的抗震性能，特別是在罕遇的強震作用下的防倒塌能力，應是今后工程抗震研究的重點。
近年來在房地產(chǎn)行業(yè)，也確實存在著一些片面追求建筑造型的新奇獨特，忽視建筑整體抗震性能的問題。不論如何，對建筑結(jié)構(gòu)來說，良好的抗震性能一定來自于相對簡單的體型，簡單而直接的傳力體系以及地震作用下結(jié)構(gòu)的多道防線?？紤]到地震可能造成的巨大災難，防患于未然，未雨綢繆是非常必要的。
同時，在考慮房屋建筑抗震能力的同時，也應高度重視由地震引發(fā)的次生災害。對房屋建筑來說，最主要的次生災害就是火災，以及由地震引起的地質(zhì)災害。因此在今后房屋設(shè)計中有必要增加結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計，同時地基和基礎(chǔ)的設(shè)計也應充分考慮到地基變形對房屋安全的影響。
五合國際(5+1Werkhart)的多位負責人、工程師在接受記者采訪時紛紛獻計獻策，從設(shè)計、規(guī)劃方面建言。
規(guī)劃中的避難地問題
五合國際集團中國區(qū)總經(jīng)理陶滔對記者表示，地震肆虐后的都市瓦礫堆令人觸目驚心，驚恐的人群即使從樓宇中逃離出來，也難免遭受落瓦飛石的傷害。尤其在中國這種高密度下的城鎮(zhèn)里，城市避難場所的規(guī)劃尤為重要。
現(xiàn)代城市規(guī)劃編制內(nèi)容里，有一項重要的編制項目，就是城市防災抗災規(guī)劃，包括消防規(guī)范、人防配套、防洪標準。但是，隨著城市土地價值的不斷攀升，城市中空地不斷地減少。因此，即使城市中有宏大的廣場，開闊的公園，在緊急時刻，人們?nèi)绾蔚竭_呢？
在1995年北京市控制性詳細規(guī)劃的研究內(nèi)容里，也強調(diào)了每個街道保證3000平方米左右的完整綠地，以作為城市防災中的避難場所。由此追溯，居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計規(guī)范中所要求的三級綠地系統(tǒng)，就不僅僅是景觀形象的問題，更重要的是必須在高密度的樓宇中留出危難時的安全空間。所以，居住區(qū)綠地、小區(qū)綠地、組團綠地，斷不該形似細如游絲的帶狀綠化，更不能被樓間距所取代。
陶滔呼吁，中國因為國情所限，建設(shè)高密度社區(qū)是必然趨勢，但如何把握高密度這個度，需要規(guī)劃管理部門的嚴密把關(guān)，更需要開發(fā)商們的社會良知，也需要社會民眾的呼吁和監(jiān)督。由此，我們才能實現(xiàn)我們在美好家園中的生存和安全。
剪力墻結(jié)構(gòu)有助抗震
高檔住宅設(shè)計專家、五合國際集團副總經(jīng)理嚴濤、五合國際結(jié)構(gòu)工程師劉平對記者表示，目前我國抗震設(shè)計的目標是“大震不倒，中震可修，小震不壞”。當?shù)卣鹆讯却笥谠O(shè)防裂度時，房屋建筑即使產(chǎn)生較大破壞，也應保證不出現(xiàn)立刻垮塌，使人員有逃生時間。
從抗震性能的角度分析：砌體結(jié)構(gòu)由于由磚、石等砌筑而成，砌塊之間的連接較差，雖然設(shè)置了鋼筋混凝土構(gòu)造柱、圈梁等加強措施，但當遇到強震時，在水平和豎向交替震動下，砌塊之間的連接容易被破壞，導致砌體松散，豎向受力構(gòu)件破壞，建筑物垮塌；相比之下，框架結(jié)構(gòu)能夠提供較為寬敞的使用空間，有利于建筑功能的組織和分割，但其抗側(cè)剛度較弱，在強震作用下易出現(xiàn)較大位移，導致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較嚴重破壞，因此也屬抗震不利結(jié)構(gòu)。
鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)有較大的抗側(cè)剛度，在地震作用下位移較小。經(jīng)過抗震設(shè)計的剪力墻結(jié)構(gòu)，在大震作用下，破壞會局限于門窗洞口處出現(xiàn)裂縫，而即使墻體開裂，各墻肢也可支承樓板，不會發(fā)生大規(guī)模的垮塌。
框架-剪力墻結(jié)構(gòu)是在框架結(jié)構(gòu)中合適的部位增設(shè)剪力墻，在提供滿足功能需要大空間的同時，由增設(shè)的剪力墻提供較大的抗側(cè)剛度，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。各種結(jié)構(gòu)形式的抗震性能，即指結(jié)構(gòu)在小震和大震下的表現(xiàn)各不相同。
總體來說，鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)和框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能較好，砌體結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)的抗震性能相對差一些。
多種手段可提高安全度
劉平對記者表示，近年來，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，大大豐富了提高建筑抗震能力的手段。
舉例來說，隔震技術(shù)是國際上熱門的工程抗震新技術(shù)。通過把隔震消能裝置(如橡膠隔震墊)安放在結(jié)構(gòu)物底部和基礎(chǔ)(或底部柱頂)之間，把上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)“隔開”，改變了結(jié)構(gòu)的動力特性和動力作用，明顯地減輕結(jié)構(gòu)物的地震反應。實踐證明，隔震體系一般可使結(jié)構(gòu)水平地震加速度反應下降60%左右。1994年1月17日，美國洛杉磯大地震中，該市相距不遠的兩個醫(yī)院，一個是隔震的，地震時醫(yī)師護士照常工作；另一個是不隔震的，損壞厲害，一直無法恢復工作。1995年1月17日，日本神戶大地震，該市的西部郵政大樓和松村研究所大樓等隔震房屋經(jīng)受了地震的考驗，房屋結(jié)構(gòu)安全完好，儀器、設(shè)備、裝修等絲毫無損。根據(jù)其特性，隔震技術(shù)主要適用于較重要的低層和多層建筑，如醫(yī)院、學校、商場、科研機構(gòu)以及重要的指揮職能單位。
從建筑設(shè)計的角度出發(fā)，依據(jù)合理的設(shè)計原則，同樣可以提高甚至保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性。這些原則包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件應具備足夠大的承載能力；結(jié)構(gòu)應具有足夠大的剛度以減小地震作用下的扭轉(zhuǎn)和位移；結(jié)構(gòu)應具有足夠大的延性和耗能能力，這一點對結(jié)構(gòu)在強震作用下的安全性尤為重要。延性是指構(gòu)件和結(jié)構(gòu)屈服后，具有承載力不降低或基本不降低，且有足夠塑性變形能力的一種性能。
綜合運用以上的抗震原則，以承載力、剛度和延性為主導目標，實施多道防線，剛?cè)峤Y(jié)合的基本理念，同時保證結(jié)構(gòu)體型簡單規(guī)則，結(jié)構(gòu)受力和傳力途徑直接，整體結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)構(gòu)件共同作用，就可以從設(shè)計上確保建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的安全性。
以著名美籍華裔設(shè)計師林同炎設(shè)計的尼加拉瓜首都馬那瓜美洲銀行大樓為例，該樓18層61米高。由于采取了多道防線，剛?cè)峤Y(jié)合的概念設(shè)計思想，通過在總體系中預設(shè)薄弱環(huán)節(jié)作為強烈地震作用下可被破壞但不影響整體安全的耗能構(gòu)件保證結(jié)構(gòu)的抗震性能。在1972年馬那瓜強烈地震作用下，該樓僅出現(xiàn)少量裂縫，經(jīng)過簡單維修加固后至今仍可使用，而周圍大量建筑物倒塌，5000多人死亡。
防倒塌應為研究重點
幾位設(shè)計專家最后聯(lián)合呼吁，由于歷史原因，在我國，上世紀80年代以前的建筑大量存在，這些建筑大多未考慮抗震或抗震能力較差。有些房屋雖經(jīng)過抗震加固，整體抗震性能依然較差。在此次汶川地震中垮塌的房屋大部分為建造較早的砌體結(jié)構(gòu)和多層框架結(jié)構(gòu)。同時，由于我國經(jīng)濟發(fā)展不均衡，在部分經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)及交通運輸能力較差的地區(qū)，使用較易就地取材的磚石作為主要建筑材料的砌體結(jié)構(gòu)在今后相當長的時期內(nèi)仍將大量存在，而作為低層公共建筑的主要結(jié)構(gòu)形式，框架結(jié)構(gòu)也將大量存在。因此如何從設(shè)計上提高高設(shè)防烈度地區(qū)砌體結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)的抗震性能，特別是在罕遇的強震作用下的防倒塌能力，應是今后工程抗震研究的重點。
近年來在房地產(chǎn)行業(yè)，也確實存在著一些片面追求建筑造型的新奇獨特，忽視建筑整體抗震性能的問題。不論如何，對建筑結(jié)構(gòu)來說，良好的抗震性能一定來自于相對簡單的體型，簡單而直接的傳力體系以及地震作用下結(jié)構(gòu)的多道防線?？紤]到地震可能造成的巨大災難，防患于未然，未雨綢繆是非常必要的。
同時，在考慮房屋建筑抗震能力的同時，也應高度重視由地震引發(fā)的次生災害。對房屋建筑來說，最主要的次生災害就是火災，以及由地震引起的地質(zhì)災害。因此在今后房屋設(shè)計中有必要增加結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計，同時地基和基礎(chǔ)的設(shè)計也應充分考慮到地基變形對房屋安全的影響。
