地震是地球上的一种自然现象。全世界每年发生约100万次地震,对人类造成严重地震灾害的平均每年不到10次。全世界的地震主要分布在环太平洋地震带和地中海地震带两条地震带内。地震按其成因可分为火山地震、陷落地震和构造地震。其中,构造地震占发生地震的95%以上,是造成地震灾害的主要地震,也是高层建筑及其他工程抗震设计需要考虑的地震。
一、抗震建筑应当注意三个方面
建筑物的安全性是建筑工程最重要的质量要求之一。与发达国家相比,我国建筑工程的安全性普遍偏低,尤其是抵抗地震等灾难性荷载的能力相当薄弱,一有灾害,往往造成极其惨重的人员伤亡与财产损失。发生在四川汶川的大地震又一次让我们付出了极其沉重的代价。
建筑工程的安全性主要取决于设计、施工水准,也需要正确使用与维修相配合。设计、施工水准的高低,既与政府部门颁布的工程法规、技术规范中所规定的安全设置水准有关,又与具体设计施工人员的技术水平与素质相联系。
建筑物的安全性首先取决于结构设计时的安全设置水准。要保证结构的安全性,就必须做到:
1.结构中的每一构件(如梁、板、柱、墙等)在荷载作用下都有足够的强度和稳定性,即构件承载能力的安全性;
2.整个结构体系必须牢固,不会因局部发生的破损引发大范围的连续倒塌,即结构的整体牢固性。我国是多地震国家,结构的整体牢固性对于工程的抗震减灾有着极其重要的意义,因为地震造成人员大量死伤的原因正在于建筑物倒塌。我国传统房屋结构多采用砖石砌体作为承重墙体,上一世纪修建了大量的用砖墙与混凝土楼板组成的“砖混结构”。砌体的延性本来就很差,在这些多层砖混结构中,又往往简单地将预制混凝土楼板的端部平搁在墙上,在楼板与墙体之间以及相邻跨的两个楼板端部之间缺乏可靠的连接或甚至不加任何连接措施。这种结构的整体牢固性非常差,一旦遭遇地震、撞击等偶然作用发生某种局部破坏,或因设计施工不当在结构内部留有局部隐患,就有可能造成多米诺骨牌似的连续倒塌.酿成整幢楼房塌毁的灾难性后果。这次汶川大地震中倒塌的房屋绝大部分是这种砖混结构。
3.避免人为因素带来破坏。建筑结构发生破坏倒塌事故的最主要原因是灾害(地震、爆炸、飓风等),其次是人为错误,即天灾与人祸。要完全避免建筑结构在灾害情况下不出现倒塌是不可能的,这将付出极其高昂的代价而非全社会的经济能力和资源所能负担。但是随着国家经济的发展、国力的增长和社会财富增加,为了减轻灾害带来的风险损失,应该提高我国建筑结构抗灾能力的设置水准。提高结构的整体牢固性,尤其应作为今后改进结构安全质量的重点。
房屋建筑设计、施工和使用过程中的人为差错不能完全避免,它与人员素质、工作条件和工作环境等众多因素有关系。工程设计标准过低、施工企业和开发商受利益驱动对工程施工进度的盲目追求。偷工减料违法行为等也是造成建筑工程质量问题的重要原因。
二、改善建筑结构安全的途径
改善建筑结构工程安全的主要途径主要有以下几方面:
1.提高建筑结构的安全设置水准。合理的安全设置水准,应该是建筑结构所承担的风险损失与社会(或业主)所能提供的经济实力之间达到某种平衡的结果。在汶川大地震中不乏这样的事例,某些砖混楼房只有轻微裂缝,而同地段其他同样高低的楼房却严重开裂成为危房,究其原因,有时是因为采取的建筑材料的安全性能不同。实践证明,适当提高材料的安全储备在关键时候能救命。现今城市房屋每平方米的价格都要几千元,在部分像北京、上海、深圳等大城市动辄上万元甚至几万元中,与安全息息相关的结构造价对一般住房而言不超过800元。如果将地震区房屋结构的抗震能力提高一倍(即抗震烈度提高一度),每平方米的造价也仅需增加几十元,相对于房价来说只是一个很小的数目。结构的合理增大设计荷载值并不一定会提高建筑物的造价,但对工程的全过程使用效益却能带来很大的好处。既符合建筑物业主和使用者的利益,又提高整个社会的物质水平与抗灾能力并减少政府的负担,从根本上有利于社会稳定,有利于可持续发展。
2.完善结构的安全设计标准,提高对建筑物整体牢固性的要求。在地震区尽可能避免采用类似砖混结构这种易倒塌的结构体系,严控或禁止严重不规则建筑物的设计、施工,避免建筑结构安全性能的先天不足。
3.完善技术标准及其管理模式。规范作为一种技术标准,一直在我国建筑结构的设计与施工中起着非常重要的作用。规范所提供的做法是成熟可靠的,但往往不可能是最先进的;规范也不可能完全适用于各种特定的条件和新出现的情况。技术规范绝不是法律。规范在地位和认识上的错位,其直接后果是抑制设计人员的创造性,阻碍技术进步和新方法的应用,并为一些存心不良的人钻规范的空子进行偷工减料提供保护,最终受到损害的是建筑物的质量与业主或用户的利益。另外,还应该明确认定,技术规范中所规定的要求应是一般情况下的最低限度要求。图纸审查的重点应该放在与结构安全性具有关键作用的方面如总体方案,设计原则等。而不是规范强制条文的一些具体数字和公式。
4.加强工程建造全过程的监管,特别应加强主要环节如工程招投标的审查监管力度。事故频繁的原因主要在于管理不善,特别是管理环节上的腐败,而不是设计、施工人员的无能。目前我国的工程中标单位往往是那些工程周期最短、工程报价最低的单位或者是某些领导或工程主管人员的关系户,这是工程安全质量隐患的最大问题。政府相关部门应该制定合理的工期与造价,让接近标底的单位中标。当然,标底必须由政府管理系统随机抽取的、与工程利益无关的、具有相应资质的第三方单位编制。
5.增强施工企业的制约机制与自我发展能力。对施工单位要有全方位的制约机制。除了政府管理部门的制约以外,还要有保险、银行、新闻舆论、工会、法律等各方面的有效约束。出现工程质量事故对企业带来的有形和无形资产的损失,现在还往往起不到足以动摇企业生存的程度。关键是要提高企业从事建筑工程建设的准入门槛,淘汰低水平的设计、施工队伍,建立有序的市场经济条件下的公平竞争。这就要政府的相关部门切实负起责任来,保护好建筑这个龙头行业,就是保护好全社会的基本利益,不失“立党为公,执政为民”的根本。
血的教训再一次给我们上了一课,善于总结经验和教训的中国人不光能挺住,而且能把我们的家园建设得更安全、更美好。