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　　汶川大地震在無情毀壞我們家園的同時更折射出了建筑的品質(zhì)，使建筑產(chǎn)品的質(zhì)量再一次成為人們關(guān)注的焦點。面對天災我們無可逃避，但是通過建筑設計來抗震，無疑是減少傷亡和損失的重要方法。而今，當“災后重建”日益提上日程，如何設計、建造更加防震、抗震的房子成了大家最為關(guān)心的問題，更是建筑師該考慮的問題。筆者認為，應該從設計方法、建筑形式、建筑選材、政策保證等方面加強建筑物的抗震、防震性能。

>>高志博士，加拿大籍，現(xiàn)為加拿大寶佳國際建筑師有限公司駐華首席代表，建華建筑設計合資有限公司董事長，中國青年科技工作者協(xié)會建設工程工作委員會副秘書長，中華全國工商業(yè)聯(lián)合會房地產(chǎn)商會常務理事。清華大學房地產(chǎn)EMBA及北京大學經(jīng)濟學院兼職教授。

　　采用科學設計確保防震

　　如果房屋采用了科學的抗震設計，那么生命財產(chǎn)的損失就會大大減少。作為一名建筑師，我還是先為大家介紹兩種有效的抗震設計吧。

　　抗震設計方法一：基于承載力設計方法

　　基于承載力設計方法又可分為靜力法和反應譜法。靜力法產(chǎn)生于二十世紀初期，是最早的結(jié)構(gòu)抗震設計方法。上世紀初前后，日本濃尾、美國舊金山和意大利Messina的幾次大地震中，人們注意到地震產(chǎn)生的水平慣性力對結(jié)構(gòu)的破壞作用，提出把地震作用看成作用在建筑物上的一個總水平力，該水平力取為建筑物總重量乘以一個地震系數(shù)。意大利都靈大學應用力學教授M.Panetti建議，1層建筑物取設計地震水平力為上部重量的1/10，2層和3層取上部重量的1/12。這是最早的將水平地震力定量化的建筑抗震設計方法；1943年M.A.Biot發(fā)表了以實際地震紀錄求得的加速度反應譜。二十世紀50到70年代，以美國的G. W. Housner、N. M. Newmark和R. W. Clough為代表的一批學者在此基礎上又進行了大量的研究工作。對結(jié)構(gòu)動力學和地震工程學的發(fā)展作出了重要貢獻，奠定了現(xiàn)代反應譜抗震設計理論的基礎。

　　抗震設計方法二：基于承載力和構(gòu)造保證延性設計方法

　　隨著研究的深入，N. M. Newmark認識到結(jié)構(gòu)的非彈性變形能力可使結(jié)構(gòu)在較小的屈服承載力的情況下經(jīng)受更大的地震作用。由于結(jié)構(gòu)進入非彈性狀態(tài)即意味著結(jié)構(gòu)的損傷和遭受一定程度的破壞，基于這一觀點，形成了現(xiàn)在的基于損傷的抗震設計方法，并促進人們對結(jié)構(gòu)的非彈性地震反應的研究。而進一步采用能量觀點對此進行研究的結(jié)果，則形成現(xiàn)在的基于能量的抗震設計方法。然而由于結(jié)構(gòu)非彈性地震反應分析的困難，因此只能根據(jù)震害經(jīng)驗采取必要的構(gòu)造措施來保證結(jié)構(gòu)自身的非彈性變形能力，以適應和滿足結(jié)構(gòu)非彈性地震反應的需求。而結(jié)構(gòu)的抗震設計方法仍采用小震下按彈性反應譜計算的地震力來確定結(jié)構(gòu)的承載力。與考慮地震重現(xiàn)期的抗震設防目標相結(jié)合，采用反應譜的基于承載力和構(gòu)造保證延性的設計方法成為目前各國抗震設計規(guī)范的主要方法。應該說這種設計方法是在對結(jié)構(gòu)非彈性地震反應尚無法準確預知情況下的一種以承載力設計為主的方法。

　　創(chuàng)新建筑形式規(guī)避災害

　　近年來，國外科學家運用現(xiàn)代科技，設計建造了不少新型抗震建筑。尤其是地震高發(fā)區(qū)的日本，在這方面就顯得特別有經(jīng)驗，我在日本工作過，了解他們的一些先進技術(shù)，為大家介紹一下。日本設計了一種叫做“彈性建筑”，有比較好的抗震性能。這種彈性建筑物建在隔離體上，隔離體由分層橡硬鋼板組和阻尼器組成，建筑結(jié)構(gòu)不直接與地面接觸。阻尼器由螺旋鋼板組成，以減緩上下的顛簸。日本在東京總共建筑了12座彈性建筑物。經(jīng)東京發(fā)生的里氏6.6級地震能量的考驗，證明在減輕地震災害方面效果顯著；日本鹿島建筑部門發(fā)明了一種新的防震大樓營造法，它以日本的“彈簧大樓”為代表。其特點是，由彈簧把連著地基的基礎部分和建筑物主體分開，讓建筑物主體處于一種漂浮狀態(tài)，而彈簧正是一種能吸收地震和其他振動沖擊的中介物，無論地基怎樣搖晃，建筑物都不會受到強烈的沖擊。實驗證明，烈度6—7度的地震搖晃，傳到這種建筑物時也將減到原來的十分之一。

　　美國也因為地震頻繁，因此在建筑設計上很突出抗震性能，其中就有一種比較成功的建筑，名為“滾珠大樓”。具體是在硅谷興建了一座電子工廠大廈，它采用一種抗震新法，即在建筑物每根柱子或墻體下安裝組成的不銹鋼滾珠，由滾珠支撐整個建筑，縱橫交錯的鋼梁把建筑物同地基緊緊地固定在一起。當發(fā)生地震時，富有彈性的鋼梁會自動伸縮，于是大樓在滾珠上會輕微的前后滑動，可以大大減弱地震的破壞力。

　　上述種種給了我們諸多啟示，建筑不要只追求新奇，要有利于抗震，而采用合理科學的建筑形式就可以大大減弱地震的破壞力。

　　選用抗震材料提高性能

　　在日本，許多高層公寓開始銷售不久即告罄。一個重要因素是這些高層公寓多半與高層寫字樓作了同等水平的抗震設計。一座號稱日本最高的公寓，使用了與美國紐約世界貿(mào)易中心相同的鋼管，確保了抗震強度。這種鋼管的直徑最大達800毫米，厚度達40毫米，而且鋼管中還注入了比通?；炷翉姸雀?倍的高強度混凝土，該公寓共使用這種鋼管168根。另外，該公寓還使用了剛性結(jié)構(gòu)抗震體。通常高層公寓柔性結(jié)構(gòu)為主流，靠整個建筑來減弱地震引起的搖動，但在強風刮過來時，樓的結(jié)構(gòu)也會發(fā)生一定的搖動。采取了剛性結(jié)構(gòu)后，搖動大大降低。如遇阪神大地震級別的地震發(fā)生時，柔性結(jié)構(gòu)的建筑一般要搖動1米左右，而剛性結(jié)構(gòu)建筑只搖動30厘米。

　　在日本東京，有一座免震結(jié)構(gòu)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，在裂度為6的地震發(fā)生時，就可將建筑物的受力減少至二分之一。有一種超高層樓房用抗震裝置，使用的是類似橡膠的黏彈性體，該裝置可將強風造成的搖動減輕40%，同時也可提高抗震能力。此類抗震材料的采用大大提高了建筑物的抗震性能，起到了有效的防震效果。

　　加強建筑立法嚴把質(zhì)量

　　以上從技術(shù)層面講述了該如何加強建筑物的抗震、防震性能。此外，需要特別強調(diào)的是，有力的政策保證是抗震設計的基礎。鑒于汶川地震的慘痛教訓，我們應該加強相關(guān)法律法規(guī)的建設完善，在政策上為建筑物的防震性能予以保證。總體來看，我國在抗震法律法規(guī)、國家標準上做得比較充分，發(fā)布了《建筑工程抗震設防分類標準》、《城市抗震防災規(guī)劃管理規(guī)定》等國家標準，對建筑物抗震設防分類、責任劃歸、防災規(guī)劃均有具體劃分。但還不完善細致，在這方面我們可以借鑒鄰邦日本。日本的《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，它還規(guī)定，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(nèi)容是根據(jù)地震的不同強度，計算不同的建筑結(jié)構(gòu)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(guān)計算必須要使用國土交通省認可的專用程序。一個普通的8、9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(guān)部門或人員的檢查，確認無誤后才能開工。嚴格的法律規(guī)定，層層保證了建筑物的抗震性能，減少了日本這個地震多發(fā)國家的人員傷亡。日本的經(jīng)驗值得我們學習，我們必須花大力氣完善相關(guān)法律法規(guī)，從政策上保證建筑物的抗震性能。

　　汶川大地震是中華民族的一次切膚之痛，痛定思痛，希望中國建筑界能夠?qū)Φ卣鹨鹱銐虻闹匾?，從設計方法、建筑形式、建筑選材、政策保證等方面加強建筑物的抗震、防震性能，以盡量減免災害的發(fā)生！