尼泊尔震后的深思: 抗震建筑如何去做

 4 月25日，尼泊尔发生8.1级地震，当地建筑大面积倒塌，历史文物建筑损毁严重，其中12座世界文化遗产大部分完全坍塌，重建时间预计达5—10年；西藏 日喀则吉隆县、聂拉木县震感强烈，部分房屋受损、倒塌，吉隆县境内多座边境寺庙（拉康）不同程度损毁。截至5月3日尼泊尔内政部公布的最新数据显示，地震 已造成7065人死亡，14123人受伤。
“杀人的不是地震，而是建筑”，这句地震灾害学中的名言再度“发威”，建筑质量再度引发世人的高度关注。地震何时发生我们虽不能预知，但我们可以探讨建筑物于地震中受损倒塌的原因，并加以防范，从工程上建造经得起强震的抗震建筑，这是减少地震灾害最直接、最有效的方法。

尼泊尔地震沉痛的教训
虽 然地震成因复杂，但从宏观上说，尼泊尔发生强震的主要原因是因为地处亚欧板块和印度洋板块的交界处，位于全球著名的地震带——地中海-喜马拉雅地震带上， 地质活动频繁。地震是一种危害性较强的自然灾害它的发生人类现在人类还没有办法控制，若没有有效的抗震设计，那么在地震来临之时就只有“楼毁人亡”的下 场。
说到这里，那么尼泊尔地区的地震为什么爆发得如此惨重呢?
一、 震级高主震达8.1级，而且还因为震源深度比较浅——只有10-15千米，浅源爆发危害大。浅源强震，破坏力大，事发人口密集区，对当地抗震性不强的建筑构成严重冲击，人员死伤严重。
二、 尼泊尔绝大多数建筑，抗震能力极其脆弱。这涉及到很多因素，有自然因素，也有非自然因素，两者综合影响了建筑钢质材料质量下降。
三、 地形特征增隐忧。震中及周边地区地势崎岖，山体滑坡崩塌得厉害，抢救难度增大。在这样的山区，泥土和岩石滚下山坡可能会将一些村子通往外界的道路堵死，甚至是将村庄摧毁。
因此，此次地震对尼泊尔来讲是一场巨大灾难，救援必须跟时间赛跑。也是一个很大的经验教训，希望经历过此次地震后，尼泊尔应将提高建筑抗震能力、生产发展高质量钢材和普及抗震知识重视起来。
过去几年里,国内也发生了不少地震，从汶川到雅安，岷县鲁甸，震灾所到之处，断壁残垣，房屋损毁严重，大量人员伤亡。为什么抗震能力如此之差，伤痛之余，我们也该反思一下我们的建筑设计，它是否存在很多问题，我们的房屋该如何更加牢固。那么我国的建筑抗震现状怎么样呢？
目前我国建筑是一个发展阶段，建筑及服务行业处于第一阶段

中 国也是地震频发国家，从历史记录显示，自1923年关东地震后日本就提出房屋设计按照0.1的系数考虑地震力（相当于我国的7度）；1950年在全国范围 内提高到0.2（相当于我国的8度）。在中国，与日本抗震标准大体相当的，只有北京、唐山、西安等少数几个地方，绝大多数国土面积，甚至在一些大都市的房 屋抗震水平还停留在日本1923年以前的标准。
据天工网统计，我国现有一大批五、六十年代建造的老房屋因超过了设计基准期而有待加固，全国又有大约三分之一的住宅安全储备不足，同时，从节约成本考虑，利用老结构、老建筑的情况越来越多，需要进行加固处理的项目逐渐增加。
那么我们应该如何更好的做到建筑有效防震呢？天工网多位建筑专家表示，提高建筑抗地震倒塌能力要从地基结构抓起。
一、 建筑物地基采用特殊材料，主要对建筑物基础部分进行特殊处理消减地震时的地震波，从而减少地震对建筑物的损害。传统上是在建筑物的基础部分交替铺上粘土、 砂子，直接设置粘土或砂子垫层。近年来，在这方面的研究已经取得了突破性的进展，以沥青为原料研究出的一种特殊材料，一次设置隔震层效果更好。
日本已经开发出一种日本开发出一种“局部浮力”的抗震系统，即在传统抗震构造基础上借助于水的浮力支撑整个建筑物。这种地基设水槽的技术不仅具有较好的抗震效果，同时贮水槽内贮存的水在发生火灾时还可以用来灭火，或者作为地震发生后的临时生活用水。
另外，日本还要一种弹簧地基，弹簧安装在大楼的地基上。这种防震大楼的特点是：在大楼地基的基础部分和大楼主体部分之间安装上弹簧，让大楼处在一种漂浮状态。实验证明，6-7级的地震经过弹簧抵消后，其震动都会降低到原来的1/10。

 
二、 建筑物基础设置隔震装置减震，这一种隔震措施主要是在建筑物的基础与上部建筑物之间设置特殊装置。减少地震向上传递，最高可减少地震对建筑物传递能量的 2/3，然而，这种措施的缺陷是不适用于高层建筑，因为在高层建筑设置这种装置会延长建筑本身的自震周期，起不到减小地震对建筑物损害的目的。 通常采用的办法有：摩擦滑移防震、粘弹性隔震等几种，设置的装置有橡胶垫、混合隔震装置等。通过在基础结构和上部部件之间设置隔震层。其中隔震支座能够安 定持续地支撑建筑物重量，并具有适当弹性恢复力，吸收地震输入能量。
在地震频发的日本，一种新型廉价防震加固技术悄然兴起，这种技术采用树脂材料作为抗震“绷带”包裹建筑物支柱，从而达到防止支柱在地震时发生倒塌的目的。
三、 建筑物层间隔震措施，层间隔震这种方法主要适用于旧房改造，在施工方面具有简单、易操作的特点。与建筑物基础部分设置隔震装置相比，层间隔震额效果不是很 明显，减震的效果可达到0.2—0.3的范围。这种方法主要是依靠设置在建筑结构各层间隔的减震装置或者消减地震能量，从而减小的证对建筑物的危害，设置 的装置本身与基础隔震的相同。这也是通过引入隔震装置来延长结构的周期，避开地震能量相对集中的频段，改变结构动力的特性，并利用耗能装置来抑制结构的位 移。
例如，框架结构由 钢筋混凝土浇灌成承重梁柱，组成骨架，再用空心砖或预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、陶粒等轻质板材作隔墙分户装配而成的住宅。墙主要是起围护和隔离的作 用，由于墙体不承重，可以用各种轻质材料制成。它是以梁和柱来承重，它的梁、柱还有楼板都是现浇而成的。现浇的房子抗震度比较高，防水性比较好。目前，高 层住宅的建筑结构主要采用这种方式。
四、建筑物结构悬挂隔震，悬挂隔震是将建筑物的大部分或者整个结构悬挂起来，也就是我们通常所说的悬挂结构，这样，当地震来临，地震的能量不会传递给悬挂起来的结构，从而减小地震的损害。这种隔震方式最常见于大型钢结构，大型钢结构总采用钢结构悬挂体系，以此隔震。
大型钢结构一般分为主框架和子框架，在悬挂体系中，子框架通过锁链或者吊杆悬挂于主框架上，当地震来临时，主框架会随着地壳运动发生摇摆，但是，子框架和主框架之间是能够活动的锁链和吊杆，地震的能量到达这个部位的时候就会消弱，不至于传递到子结构产生惯性力。
五、 建筑物走向设计抗震问题，地震时由于地壳运动引起的，与地质结构有非常重要的关系。在建筑选址的时候，应充分考虑当地地质条件，分析当地地震的震向，让建 筑物的走向和地震震向垂直，尽量避免两个走向平行。从汶川地震和玉树地震的实际情况来看，与地震震向平行的建筑物的倒塌率更高，与之相反，与地震震向垂直 的建筑物则不太容易倒塌。
研 究发现，与地震震向平行的建筑物在发生地震时随地震波运动的幅度跟大，因此更容易倒塌。我们再建筑设计中有关抗震都坚持了小震不塌、大震能修的原则，虽然 设计在抗震方面也采取了很多措施，但是，由于各种原因，还是不可避免的出现了在地震中因为建筑结构方面的问题而给人们带来巨大损失，建筑物走向设计抗震问 题也是建筑物修建不容忽视的一面。
六、 加大对建筑服务加固行业政策扶持和投入，我国人均资源较少，节能减排和低碳环保是我国需长期坚持的基本政策取向。在建筑领域，对于市区部分老厂房，老工业 区等不是拆除重建，而是进行改造加固，予以充分合理利用。未来随着建筑存量的继续增长、既有建筑逐步进入老化阶段、汽车保有量的持续增长、抗震加固的需求 增加、建筑结构改造需求的不断增加，建筑的加固改造行业将迎来巨大的蓝海市场，行业处于朝阳期。
天工网建筑专家江老师提出以上建筑抗地震结构设计在我们建筑工程中部分常见之外，有些可能也是未来建筑的发展方向。目前在天工网工程信息（http://p.tgnet.com/）项目里面，结构工程师不断对地震区域的抗震减灾方面做出新的规划、对新建筑工程的抗震设计和对已存在的工程结构进行抗震鉴定、抗震加固。
建筑物抗震性能的高低很大程度上取决于建筑结构（http://info.tgnet.com/Jieg/） 及材料的使用。抗震结构的应用与材料的质量严控，可以很大程度上降低地震所造成的损失，也从根本上保证人民的生命财产安全。多难兴邦，在灾难面前，人类是 那么渺小，面对灾难显得又是那么无助。从源头做起，从基础结构设施做起，从质量把控做起，即使是灾难降临也会给灾后重生的人民带来希望的明天。