如何做好建筑工程的防震减灾工作

摘要：本文通过对汶川地震进行总结和分析，简单阐述了如何做好建筑工程防震工作。

关键词：汶川地震；建筑工程；防震减灾

中图分类号：TU198 文献标识码： A

据统计，世界上130次巨大的地震灾害中，90%～95%的伤亡是由于建筑物倒塌造成的。因此，居民住房、单位办公楼、学校校舍、工厂厂房，乃至水、电、气、通信等生命线工程，能否抗御大地震的袭击，是能否把震灾损失降到最低的关键所在，所以说，“建筑大计，抗震第一”。

一、汶川建筑震害调查总结情况

（一）汶川建筑震害调查最基本的三个总结

1.预制板=棺材板

在这次地震当中，倒塌的房屋废墟中大量的预制楼板随处可见，而这些使用预制楼板的混合结构房屋在地震中是最为脆弱的，许多人正是被它们夺去了生命。（注：重视整体性，应从楼盖体系和构造上采取措施，确保各预制板之间连接的整体性，同时强调现浇结构）

2.构造柱和圈梁的作用

在结构整体性和传力明确的基础上，构造柱和圈梁提高

了结构的延性，对防止倒塌有重要作用，楼梯间的构造设计应加强。（像对待钢结构一样对待混合结构的整体性、构造及连接）

3.“先天缺陷”不是借口

有人说，学校在抗震方面存在几个先天缺陷：一是房间大；二是窗户大；三是走廊设计问题。（注：一是部分选用砖混结构不合理，墙肢抗力不够，因外廊悬臂等，未做好关键部位的构造设计；二是部分框架结构的节点发生破坏不应该；（ 汶川地震后08局部修订）主要修订内容7.1.7 条则增加“ 教学楼、医院等横墙较少、跨度较大的房屋，宜采用现浇钢筋混凝土楼、屋盖 ”的相关规定，以加强横墙较少、跨度较大的楼、屋盖的整体性）。

（二）汶川建筑震害相对较重的情况及经验总结

1.场地选址出问题：由于山体滑坡和泥石流作用，引起建筑的倒塌或埋掉建筑物；

2.架结构的整体倒塌：主要是这类框架结构跨度普遍较大，层高较高，结构侧向刚度较小，维护墙和隔墙不合理布置，在强烈地震作用下，结构侧向位移过大，造成部分框架柱失稳破坏，由于冗余度较少，容易形成连续倒塌机制，从而导致结构整体倾覆倒塌；

3.设计等方面的失策：一些框架因梁、柱截面过小和超量配筋发生剪、压破坏而倒塌。无梁楼盖结构，因楼板在柱周围发生弯曲挤压继而冲切破坏后倒塌。具有拐角形平面的建筑，破坏率显著增高。带大底盘的高层建筑，塔楼下部与裙房相接的楼层发生严重破坏，反映出竖向刚度突变的不良后果。建筑的不规则布置与薄弱部位问题（如：底层角柱），是对关键部位的构造即计算的忽略造成；

4.突出屋面小房间的震害严重破坏；

5.部分底层框架震害比较普遍且较严重；

抗震墙砌体房屋震害及对策强制性条文7.1.8条明确规定：底框房屋的底部， 应沿纵横两个方向设置一定数量的抗震墙，并严格规 定了底层与底部第二层、第三层的侧向刚度比值。

（三）对《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008 、《建筑抗震设计规范》GB50011-2001（ 08局部修订）主要修订内容的理解

1.调整了分类的定义和内涵。

新增强制性条文1.0.3条：抗震设防区的所有建筑工程应确定其抗震设防类别。新建、改建、扩建的建筑工程，其抗震设防类别不应低于本标准的规定。

2.扩大防灾救灾应急系统建筑的设防范围。

3.扩大了教育建筑中提高设防标准的范围，特别加强对未成年人在地震等突发事件中的保护。

4.扩大了划入人员密集建筑的范围，提高了体育场馆、博物馆、影剧院、商场、交通枢纽等人员密集的公共服务设施的抗震能力。

5.进一步明确本标准所列建筑名称是示例，未列入本标准的建筑可按使用功能和规模相近的示例确定其抗震设防类别。

（四）部分重要建筑抗震概念设计内容

1.抗震概念设计的思路：

在工程设计一开始，把握好能量输入、房屋体型、结构体系、刚度分布、构件延性等几个主要方面，从根本上消除建筑中的抗震薄弱环节。辅以必要的计算和构造措施，有可能使房屋建筑具有良好的抗震性能和足够的抗震可靠度。由于对地震作用及结构性能的了解还远远不够，在某种意义上，概念设计比计算设计更重要。

2.建筑抗震危险的地段：指地震时可能发生崩塌、滑坡、地陷、地裂、泥石流等地段以及震中烈度为8度以上的发震断裂带在地震时可能发生地表错位的地段。

3.对建筑抗震有利的地段：指位于开阔平坦地的坚硬场地上或密实均匀中硬场地土。

4.防震缝的合理设置。

5.结构选型涉及的内容较多，应根据建筑的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、基础、材料和施工等因素，通过技术、经济条件比较综合确定。

6.结构材料的选择

单从抗震角度考虑，作为一种好的结构形式，应具备下列性能：

①延性系数高；②“强度/重力”比值大；③匀质性好；④正交各向同性；⑤构件的连接具有整体性、连续性和较好的延性，并能发挥材料的全部强度。

7.建筑结构类型，依其抗震性能优劣而排列的顺序是：

①钢结构；②型钢混凝土结构；③混凝土―钢混合结构；④现浇钢筋混凝土结构；⑤预应力混凝土结构；⑥装配式钢筋混凝土结构；⑦配筋砌体结构；⑧砌体结构等。

8.抗震结构体系的确定

抗震结构体系是抗震设计应考虑的关键问题，结构方案的选取是否合理，对安全性和经济性起决定性作用。

9.《抗震规范》关于抗震结构体系，有下列要求：

① 应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；

② 宜有多道抗震防线，应避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力的承载能力；

③ 应具备必要的强度，良好的变形能力和耗能能力；

④ 宜具有合理的刚度和强度分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中；对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。

在设计房屋之前，一般应首先了解场地和地基及其卓越周期，调整结构刚度，避开共振周期。

10.选择结构体系时，要注意选择合理的基础形式。

对于软弱地基宜选用桩基、筏片基础或箱形基础。

岩层高低起伏不均匀或有液化土层时最好采用桩基等。

11.平面布置力求对称（质量、刚度、强度）

对称结构在地面平动作用下，水平地震力按构件刚度分

配，因而各构件受力比较均匀。而非对称结构，由于刚心偏在一边，质心与刚心不重合，远离刚心的刚度较小构件 ，由于侧移量很大，所分担的水平地震剪力也显著增大，甚至导致整个结构因一侧构件失效而倒塌。

12.注意上刚下柔的结构的处理

于商业的需要，结构底部几层往往需要设置大空间，上部各层为全墙体系或框架――抗震墙体系，而底层或底部两三层则为框架体系，整个结构属“框托墙”体系。这便是工程上称之为“框支剪力墙”或“底部框架”的结构。这种体系很不利于抗震，应保证下部结构的抗侧刚度不能小于上部抗侧刚度的一定比例。

在采用纯框架结构的高层建筑中，如果将楼梯踏步斜梁和平台梁直接与框架柱相连，就会使该柱变成短柱，地震时容易发生剪切破坏，应予避免或采取相关措施。

应优先选择不负担或少负担重力荷载的竖向支撑或填充墙，或选用轴压比值较小的抗震墙、实体筒体之类构件，作为第一道抗震防线的抗侧力构件；一般情况，不宜采用轴压比很大的框架柱兼作第一道防线的抗侧力构件。――不会发生结构倒塌。

13.如因条件有限，只能采用单一的框架体系，框架就成为整个体系中唯一的抗侧力构件，此时应采用“强柱弱梁”型延性框架（即梁为第一道，柱为第二道）。“强柱弱梁”延性框架由于梁只承受一层或局部重力荷载，柱承受其上多层的总重力荷载；钢筋端部锚固使梁具有悬索作用，只要钢筋端部锚固未失效，悬索作用能维持楼面不立即坍塌。

14.结构构件抗震要求

砌体结构应按规定设置RC圈梁和构造柱、芯柱，或采用配筋砌体；混凝土结构构件应合理选择尺寸、配置纵向受力钢筋和箍筋，避免剪切破坏先于弯曲破坏（强剪弱弯）、混凝土的 压溃先于钢筋的屈服、钢筋的锚固破坏先于构件破坏（强锚固）；预应力混凝土的抗侧力构件，应配有足够非预应力钢筋；钢结构构件应合理控制尺寸，避免局部失稳或整体失稳。

非结构部件：是指在结构分析中不考虑承受重力荷载以及风、地震等侧力荷载的部件（如内隔墙、楼梯踏步板、框架填充墙、建筑墙板等）和建筑附属机电设备。在地震作用下，这些部件参与工作，可能改变整个结构或某些构件的刚度、承载力和传力路线，产生出乎预料的抗震效果，或者造成未曾估计到的局部震害，因此自身及其与结构主体的连接，应进行抗震设计。

15.对钢筋混凝土框架体系的房屋，砌体填充墙对结构抗震性能的影响：

（l）使结构抗恻移刚度增大，自振周期减短，增大作用于整个建筑上的水平地震力，增加幅度可达30%～50%。

（2）改变了结构的地震剪力分布状况。由于砌体填充墙参与抗震，分担了很大一部分水平地震剪力，反而使框架所承担的楼层地震剪力减小。

（3）由于砌体填充墙具有较大的抗侧移刚度，限制了框架的变形，从而减小了整个结构的地震侧移幅值。

（4）相对于框架而言，砌体填充墙具有很大的初期刚度，建筑物遭受地震前几个较大加速度脉冲时，填充墙承担了大部分地震力，并用它自身的变形及墙面裂缝的出现和开展，消耗输入建筑物的地震能量。

二、通过多种有序、规范方法实现建筑工程的防震减灾

（一）对既有建设工程抗震设防普查与加固工作

建议建设行政主管部门，对属各单位管理的建筑物，存在抗震安全隐患的工程，没有达到要求或存在疑问的，统计并列计划，由政府拨专项资金，有建设行政主管部门组织有相关资质单位，分阶段予以排查，确定处理方法和相应资金解决方式；对各房地产公司等私有管理的建筑物，由其管理单位组织实施。

（二）新建、扩建、改建工程必须严格按照工程建设标准进行抗震设防。

一是政府负责，对县城区域内，委托有相关资质单位，专门对工程建设场地进行地震安全性评价的建设工程（以下简称“地震安评工程”，其范围附后），重要工程，必须在建设项目可行性研究阶段进行地震安评，作为抗震设防法定依据，进行抗震设防。

二是按照《防震减灾法》规定，建设单位要对建设工程抗震设计、施工的全过程负责，设计、施工、工程监理单位要对相应的抗震设计、施工质量负责。设计单位要按照抗震设防要求和工程建设强制性标准进行抗震设计，施工单位应当按照施工图设计文件和工程建设强制性标准进行施工。