當所有的地震專家都告訴我們，地震的預測仍然是世界性的難題時，對于無數(shù)生活在地震斷裂帶上的人們來說，最可倚重的就剩下自己頭頂建筑的抗震能力了。
此次四川汶川大地震最讓人痛心的是，那些曾為人們提供溫暖庇護的房屋，那些承載了孩子們夢想與歡笑的教室，最終卻成為了生命的終結者。而據(jù)專家介紹，通常建筑物的毀壞和倒塌造成的人員傷亡占地震傷亡人數(shù)的95％。僅有不足5%的人員傷亡是直接由地震及地震引發(fā)的水災、山體滑坡等次生災害導致的。
于是，在1976年的唐山大地震過去了32年之后，建筑防震的話題再次引起全社會關注，畢竟在現(xiàn)代、豪華、舒適等所有的屬性之前，“安全”是對建筑最起碼的要求。
事實上，經(jīng)過多年的發(fā)展，建筑物的抗震技術已經(jīng)相當成熟，尤其是日本、美國、新西蘭等發(fā)達國家在建筑抗震方面的技術和經(jīng)驗值得我們借鑒。
實用而昂貴的鋼木結構
“日本人遇到6級左右的地震一般是不跑的，因為他們國家地震多，人們習以為常，更重要的是他們的房屋的抗震性能卓越?！睋?jù)中國建筑科學研究院工程抗震研究所王亞勇教授介紹，和中國很多地方用磚混結構蓋房子不同，日本和美國的住宅基本上都是鋼結構或者木結構，相比中國傳統(tǒng)的磚混結構的房屋抗震性能要好得多。
用專家的話說，磚混結構屬于砌體結構，從抗震性能的角度分析，砌體結構由于由磚、石等砌筑而成，砌塊之間的連接較差，雖然設置了鋼筋混凝土構造柱、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，豎向受力構件被破壞，建筑物垮塌。“1976年唐山大地震的時候，就是因為大多數(shù)建筑是這種磚混結構，所以倒塌嚴重?！蓖鮼営抡f，“后來，我國的地震專家發(fā)明了一種‘構造柱—圈梁’混凝土結構，就是在磚混結構中加入鋼筋混凝土，使其具有一定的抗地震變形能力，但最高仍只能蓋到6層?！?
在日本、美國的郊區(qū)和農場隨處可見一兩層的木結構房屋。作為一種結構材料，木材的抗震性能明顯優(yōu)于其他材料。木材質量輕，因而地震引起的地面加速度在木建筑物上所產生的能量沒有其他建筑物大。木框架系統(tǒng)的另一個額外優(yōu)勢是其柔韌性優(yōu)于其他材料，可以吸收并消散能量。
據(jù)介紹，日本的木結構房，很多是從加拿大進口的。在加拿大按規(guī)格做好裁切，進口到日本就可以直接搭建。而其在地震中的良好表現(xiàn)正是其被大力推廣的原因。在日本神戶和美國洛杉磯的大地震中，木結構房屋多是稍微變形而決不倒塌。即使在強大的地震力下，木結構房屋被整體推前了數(shù)米或地震力使其拋離了基礎，仍完好無散架。由此證明了木結構房屋的抗地震穩(wěn)定性能和結構的完整性。日本政府也在神戶大地震后明令所有的民用住宅必須采用木結構房屋。
和木結構相似，鋼結構房屋也具有良好的抗震穩(wěn)定性，在美國、日本得到大量的應用。據(jù)報道，鋼結構在美國發(fā)展最快，1965年鋼結構在美國僅占建筑市場的15％，到2000年就上升到75％。許多一層或兩層民用住房、別墅和度假村房屋都采用鋼結構，目前有15％的美國人住在這種鋼結構房子里。
位于太平洋板塊與澳大利亞板塊交界處的新西蘭，其低層和多層住宅采用的主要結構形式同樣是輕型木結構建筑。
不過，據(jù)專家介紹，鋼結構和木結構之所以能夠在美、日等國大量推廣，和其經(jīng)濟的發(fā)達是分不開的，而對于現(xiàn)階段的我國來說，由于傳統(tǒng)和成本的原因，磚混結構仍然是民用低層住宅尤其是農村住宅中用得最多的建筑樣式。這也是此次四川地震很多鄉(xiāng)鎮(zhèn)人員傷亡慘重的原因。
“彈性”高層建筑
鋼筋混凝土被歐洲人發(fā)明出來只不過大約100年的時間，而現(xiàn)在以它為結構材料的中高層建筑已經(jīng)成為都市中最恢宏的景象。這些曾單純因為人類的夢想而生長起來的建筑在防震技術方面需要更多的智慧和投入。日本、美國這兩個地震多發(fā)的國家同樣應用了最多的高層建筑的防震技術。
基礎隔震技術是用水平力很“柔”的隔震元件將上部建筑與基礎隔離，由于隔震層的剛度小，當?shù)卣鸢l(fā)生時，隔震層將發(fā)揮“隔”的作用，承受地震引起的位移運動，而上部結構只作近似平動。基礎隔震結構的層間變形很小，這樣不僅建筑結構不會破壞，而且建筑內的裝修、設施也保持完好。
使用較多的隔震手段包括：橡膠(27880,-270.00,-0.96%,吧)墊、瀝青、滾軸等。日本東京一座免震結構公寓高達93米，建筑物的外圍使用了新研制的高強度16積層橡膠，建筑物的中央部分使用了天然橡膠系統(tǒng)的積層橡膠。這樣，在烈度為6的地震發(fā)生時，就可將建筑物的受力減少至二分之一。使用滾軸隔震的建筑的基礎甚至可以做成鍋底狀，方便建筑自行復位。
消能減震技術是另外一種高層防震技術?！安捎靡环N消能阻尼器，這種阻尼器有點兒類似千斤頂，封閉的，里面是活塞結構，活塞腔體里灌滿硅油，阻力很大，把建筑因地震而產生的晃動能量消耗在阻尼器里。”據(jù)王亞勇教授介紹，中國城市的很多高層建筑也應用了這種防震技術，比如北京飯店、國家博物館、北京展覽館等。
而近些年來，結構控制技術被大量應用在超高層建筑防震上，包括被動控制和主動控制兩類。前者是采用被動平衡建筑的構件，比如在樓頂上放一個幾百噸的鋼球，當?shù)卣鹨鸾ㄖ蝿訒r，鋼球自動反方向運動，使樓體復位。主動控制技術在日本應用得很廣泛，主要是利用機械、電動裝置，同時依靠電腦控制，主動向晃動的樓體施加反作用力。
學校應是第一避難所
王亞勇教授拿出我國歷史上四個版本的建筑抗震設計規(guī)范，在辦公桌上一字排開，它們分別于1974、1976、1989、2001年被制定出來?！翱梢哉f，如果這次地震災區(qū)的建筑能夠按照老的1976年或者1989年標準來設計施工，就不會出現(xiàn)這么大的垮塌現(xiàn)象，即使這次的地震烈度達到了11級，比預期的7級烈度破壞力要高出十幾倍。”他遺憾地對記者說。
據(jù)專家介紹，我國建立的“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震思想在國際上受到廣泛認可，“但是就是沒有完全執(zhí)行，而且越往基層執(zhí)行力度越弱，導致很多建筑都不符合抗震要求?！?
而日本、美國等國在嚴格的法律和完善成熟的市場經(jīng)濟體系下，很少有設計施工單位敢于違反相關的建筑法規(guī)?！八麄兊恼麄€體系運行得很嚴密，而我國雖然政府很強勢，但其他環(huán)節(jié)的配合很薄弱?！?
日本《建筑基準法》規(guī)定，日本的高層建筑必須能夠抵御里氏7級以上的強烈地震。一個建筑工程為獲得開工許可，除了設計、施工圖紙等文件外，還必須提交建筑抗震報告書。這一報告書主要內容是，根據(jù)地震的不同強度，計算不同的建筑結構在地震中的受力大小，進而確定建筑的梁柱位置、承重以及施工中鋼筋、混凝土的規(guī)格和配比。
日本法律還規(guī)定，只有一級建筑師以上的人才能有資格編制抗震報告書，而且，報告書中的相關計算必須要使用國土交通省認可的專用程序。普通的一個八九層公寓樓，其抗震報告書動輒厚達兩三百頁。建筑抗震報告書必須經(jīng)過相關部門或人員的檢查，確認無誤后才能開工。
在建筑抗震等級標準方面的差別同樣引人注意。原建設部抗震辦公室副主任劉志剛對記者介紹說，“按照我國2004年修訂的《建筑工程抗震設防分類標準》，將各類建筑劃分為甲、乙、丙、丁四個等級，對抗震措施的要求逐級減弱。而日本、美國等國家是沒有這種劃分的，比如日本，所有建筑物一律按照7.9級地震的防震標準來設防。而在我國，有些地方領導會指示地震部門將該地區(qū)的地震烈度降低一些，這樣就能節(jié)省出大筆資金?！?
另外，專家們坦陳，和日本、美國比起來，我國對于學校的防震等級的規(guī)定是偏低的。直到2004年修訂的設防標準，才剛剛將小學、幼兒園的教學樓從丙級列入乙級抗震范圍，而中學則不在其內。
相比較而言，以美國加州為例，其對學校及醫(yī)院建設規(guī)定極其嚴格。據(jù)報道，在1933年加州發(fā)生的6.3級大地震中，有70多所學校徹底倒塌，嚴重受損的有120多座。這引起了當?shù)卣臉O大關注。30天之后，加州政府出臺了菲爾德法案，對公立學校的防震規(guī)格作出特別要求，此外，公立學校的建筑監(jiān)督權也從地方政府上交到州政府。這一法規(guī)實施后，加州沒有一所公立學校在地震中坍塌，也沒有發(fā)生任何學生傷亡案例。后來，加州政府又對醫(yī)院的建筑標準進行了特別規(guī)范。
與美國類似，日本防震有一個基本原則，就是“學校是第一避難所”，所有的房子都可以倒，而學校的房子不能倒。這也是日本總結歷次地震災害教訓的結果。1923年，日本關東大地震，導致不少學校教學樓倒塌，大量學生集體遇難。當時的日本政府從中吸取了教訓，要求以“學生的生命維系著國家未來”為最高原則，加強房屋抗震性。
1995年1月17日大阪、神戶地區(qū)的7.2級“阪神大地震”之后，日本政府開始實施“校舍補強計劃”。根據(jù)這一計劃，全國各中小學校全面進行一次抗震檢查，對不符合最新抗震要求（抗震要求為7級）的學校立即進行補強施工。而且日本校舍也多采用鋼骨架結構。
聯(lián)系起此次四川地震中那些扼殺了無數(shù)幼小生命的學校建筑，不免讓人扼腕?！斑@次看來需要再次提高學校的抗震標準了?！蓖鮼営陆淌谡f。
此次四川汶川大地震最讓人痛心的是，那些曾為人們提供溫暖庇護的房屋，那些承載了孩子們夢想與歡笑的教室，最終卻成為了生命的終結者。而據(jù)專家介紹，通常建筑物的毀壞和倒塌造成的人員傷亡占地震傷亡人數(shù)的95％。僅有不足5%的人員傷亡是直接由地震及地震引發(fā)的水災、山體滑坡等次生災害導致的。
于是，在1976年的唐山大地震過去了32年之后，建筑防震的話題再次引起全社會關注，畢竟在現(xiàn)代、豪華、舒適等所有的屬性之前，“安全”是對建筑最起碼的要求。
事實上，經(jīng)過多年的發(fā)展，建筑物的抗震技術已經(jīng)相當成熟，尤其是日本、美國、新西蘭等發(fā)達國家在建筑抗震方面的技術和經(jīng)驗值得我們借鑒。
實用而昂貴的鋼木結構
“日本人遇到6級左右的地震一般是不跑的，因為他們國家地震多，人們習以為常，更重要的是他們的房屋的抗震性能卓越?！睋?jù)中國建筑科學研究院工程抗震研究所王亞勇教授介紹，和中國很多地方用磚混結構蓋房子不同，日本和美國的住宅基本上都是鋼結構或者木結構，相比中國傳統(tǒng)的磚混結構的房屋抗震性能要好得多。
用專家的話說，磚混結構屬于砌體結構，從抗震性能的角度分析，砌體結構由于由磚、石等砌筑而成，砌塊之間的連接較差，雖然設置了鋼筋混凝土構造柱、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，豎向受力構件被破壞，建筑物垮塌。“1976年唐山大地震的時候，就是因為大多數(shù)建筑是這種磚混結構，所以倒塌嚴重?！蓖鮼営抡f，“后來，我國的地震專家發(fā)明了一種‘構造柱—圈梁’混凝土結構，就是在磚混結構中加入鋼筋混凝土，使其具有一定的抗地震變形能力，但最高仍只能蓋到6層?！?
在日本、美國的郊區(qū)和農場隨處可見一兩層的木結構房屋。作為一種結構材料，木材的抗震性能明顯優(yōu)于其他材料。木材質量輕，因而地震引起的地面加速度在木建筑物上所產生的能量沒有其他建筑物大。木框架系統(tǒng)的另一個額外優(yōu)勢是其柔韌性優(yōu)于其他材料，可以吸收并消散能量。
據(jù)介紹，日本的木結構房，很多是從加拿大進口的。在加拿大按規(guī)格做好裁切，進口到日本就可以直接搭建。而其在地震中的良好表現(xiàn)正是其被大力推廣的原因。在日本神戶和美國洛杉磯的大地震中，木結構房屋多是稍微變形而決不倒塌。即使在強大的地震力下，木結構房屋被整體推前了數(shù)米或地震力使其拋離了基礎，仍完好無散架。由此證明了木結構房屋的抗地震穩(wěn)定性能和結構的完整性。日本政府也在神戶大地震后明令所有的民用住宅必須采用木結構房屋。
和木結構相似，鋼結構房屋也具有良好的抗震穩(wěn)定性，在美國、日本得到大量的應用。據(jù)報道，鋼結構在美國發(fā)展最快，1965年鋼結構在美國僅占建筑市場的15％，到2000年就上升到75％。許多一層或兩層民用住房、別墅和度假村房屋都采用鋼結構，目前有15％的美國人住在這種鋼結構房子里。
位于太平洋板塊與澳大利亞板塊交界處的新西蘭，其低層和多層住宅采用的主要結構形式同樣是輕型木結構建筑。
不過，據(jù)專家介紹，鋼結構和木結構之所以能夠在美、日等國大量推廣，和其經(jīng)濟的發(fā)達是分不開的，而對于現(xiàn)階段的我國來說，由于傳統(tǒng)和成本的原因，磚混結構仍然是民用低層住宅尤其是農村住宅中用得最多的建筑樣式。這也是此次四川地震很多鄉(xiāng)鎮(zhèn)人員傷亡慘重的原因。
“彈性”高層建筑
鋼筋混凝土被歐洲人發(fā)明出來只不過大約100年的時間，而現(xiàn)在以它為結構材料的中高層建筑已經(jīng)成為都市中最恢宏的景象。這些曾單純因為人類的夢想而生長起來的建筑在防震技術方面需要更多的智慧和投入。日本、美國這兩個地震多發(fā)的國家同樣應用了最多的高層建筑的防震技術。
基礎隔震技術是用水平力很“柔”的隔震元件將上部建筑與基礎隔離，由于隔震層的剛度小，當?shù)卣鸢l(fā)生時，隔震層將發(fā)揮“隔”的作用，承受地震引起的位移運動，而上部結構只作近似平動。基礎隔震結構的層間變形很小，這樣不僅建筑結構不會破壞，而且建筑內的裝修、設施也保持完好。
使用較多的隔震手段包括：橡膠(27880,-270.00,-0.96%,吧)墊、瀝青、滾軸等。日本東京一座免震結構公寓高達93米，建筑物的外圍使用了新研制的高強度16積層橡膠，建筑物的中央部分使用了天然橡膠系統(tǒng)的積層橡膠。這樣，在烈度為6的地震發(fā)生時，就可將建筑物的受力減少至二分之一。使用滾軸隔震的建筑的基礎甚至可以做成鍋底狀，方便建筑自行復位。
消能減震技術是另外一種高層防震技術?！安捎靡环N消能阻尼器，這種阻尼器有點兒類似千斤頂，封閉的，里面是活塞結構，活塞腔體里灌滿硅油，阻力很大，把建筑因地震而產生的晃動能量消耗在阻尼器里。”據(jù)王亞勇教授介紹，中國城市的很多高層建筑也應用了這種防震技術，比如北京飯店、國家博物館、北京展覽館等。
而近些年來，結構控制技術被大量應用在超高層建筑防震上，包括被動控制和主動控制兩類。前者是采用被動平衡建筑的構件，比如在樓頂上放一個幾百噸的鋼球，當?shù)卣鹨鸾ㄖ蝿訒r，鋼球自動反方向運動，使樓體復位。主動控制技術在日本應用得很廣泛，主要是利用機械、電動裝置，同時依靠電腦控制，主動向晃動的樓體施加反作用力。
學校應是第一避難所
王亞勇教授拿出我國歷史上四個版本的建筑抗震設計規(guī)范，在辦公桌上一字排開，它們分別于1974、1976、1989、2001年被制定出來?！翱梢哉f，如果這次地震災區(qū)的建筑能夠按照老的1976年或者1989年標準來設計施工，就不會出現(xiàn)這么大的垮塌現(xiàn)象，即使這次的地震烈度達到了11級，比預期的7級烈度破壞力要高出十幾倍。”他遺憾地對記者說。
據(jù)專家介紹，我國建立的“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震思想在國際上受到廣泛認可，“但是就是沒有完全執(zhí)行，而且越往基層執(zhí)行力度越弱，導致很多建筑都不符合抗震要求?！?
而日本、美國等國在嚴格的法律和完善成熟的市場經(jīng)濟體系下，很少有設計施工單位敢于違反相關的建筑法規(guī)?！八麄兊恼麄€體系運行得很嚴密，而我國雖然政府很強勢，但其他環(huán)節(jié)的配合很薄弱?！?
日本《建筑基準法》規(guī)定，日本的高層建筑必須能夠抵御里氏7級以上的強烈地震。一個建筑工程為獲得開工許可，除了設計、施工圖紙等文件外，還必須提交建筑抗震報告書。這一報告書主要內容是，根據(jù)地震的不同強度，計算不同的建筑結構在地震中的受力大小，進而確定建筑的梁柱位置、承重以及施工中鋼筋、混凝土的規(guī)格和配比。
日本法律還規(guī)定，只有一級建筑師以上的人才能有資格編制抗震報告書，而且，報告書中的相關計算必須要使用國土交通省認可的專用程序。普通的一個八九層公寓樓，其抗震報告書動輒厚達兩三百頁。建筑抗震報告書必須經(jīng)過相關部門或人員的檢查，確認無誤后才能開工。
在建筑抗震等級標準方面的差別同樣引人注意。原建設部抗震辦公室副主任劉志剛對記者介紹說，“按照我國2004年修訂的《建筑工程抗震設防分類標準》，將各類建筑劃分為甲、乙、丙、丁四個等級，對抗震措施的要求逐級減弱。而日本、美國等國家是沒有這種劃分的，比如日本，所有建筑物一律按照7.9級地震的防震標準來設防。而在我國，有些地方領導會指示地震部門將該地區(qū)的地震烈度降低一些，這樣就能節(jié)省出大筆資金?！?
另外，專家們坦陳，和日本、美國比起來，我國對于學校的防震等級的規(guī)定是偏低的。直到2004年修訂的設防標準，才剛剛將小學、幼兒園的教學樓從丙級列入乙級抗震范圍，而中學則不在其內。
相比較而言，以美國加州為例，其對學校及醫(yī)院建設規(guī)定極其嚴格。據(jù)報道，在1933年加州發(fā)生的6.3級大地震中，有70多所學校徹底倒塌，嚴重受損的有120多座。這引起了當?shù)卣臉O大關注。30天之后，加州政府出臺了菲爾德法案，對公立學校的防震規(guī)格作出特別要求，此外，公立學校的建筑監(jiān)督權也從地方政府上交到州政府。這一法規(guī)實施后，加州沒有一所公立學校在地震中坍塌，也沒有發(fā)生任何學生傷亡案例。后來，加州政府又對醫(yī)院的建筑標準進行了特別規(guī)范。
與美國類似，日本防震有一個基本原則，就是“學校是第一避難所”，所有的房子都可以倒，而學校的房子不能倒。這也是日本總結歷次地震災害教訓的結果。1923年，日本關東大地震，導致不少學校教學樓倒塌，大量學生集體遇難。當時的日本政府從中吸取了教訓，要求以“學生的生命維系著國家未來”為最高原則，加強房屋抗震性。
1995年1月17日大阪、神戶地區(qū)的7.2級“阪神大地震”之后，日本政府開始實施“校舍補強計劃”。根據(jù)這一計劃，全國各中小學校全面進行一次抗震檢查，對不符合最新抗震要求（抗震要求為7級）的學校立即進行補強施工。而且日本校舍也多采用鋼骨架結構。
聯(lián)系起此次四川地震中那些扼殺了無數(shù)幼小生命的學校建筑，不免讓人扼腕?！斑@次看來需要再次提高學校的抗震標準了?！蓖鮼営陆淌谡f。
