汶川大地震引发的对建筑物抗震设计的思考(修改稿)
wywlt001
wywlt001 Lv.2
2008年05月19日 19:30:26
只看楼主

汶川大地震引发的对建筑物抗震设计的思考汶川5.12大地震使每一个中国人陷入了深深的悲痛中,听着一组组令人惊悚的灾难数据,看着电视上一个个令人悲伤又无奈的画面,我作为一个结构工程师,内心总有一种深深的自责和内疚。地震来了,我们设计的那些房子为什么顷刻间变成瓦砾?面对地震,我们真的这么无能吗?我从事结构设计二十余年,在抗震问题上,我觉得有以下几个问题急需考虑解决:一、 地震,作为一种最残酷的自然灾害,我国的相关法律及建筑设计、规划主

汶川大地震引发的对建筑物抗震设计的思考

汶川5.12大地震使每一个中国人陷入了深深的悲痛中,听着一组组令人惊悚的灾难数据,看着电视上一个个令人悲伤又无奈的画面,我作为一个结构工程师,内心总有一种深深的自责和内疚。地震来了,我们设计的那些房子为什么顷刻间变成瓦砾?面对地震,我们真的这么无能吗?
我从事结构设计二十余年,在抗震问题上,我觉得有以下几个问题急需考虑解决:
一、 地震,作为一种最残酷的自然灾害,我国的相关法律及建筑设计、规划主
管部门,并未将其放在足够重视的位置上
在建筑设计中,消防、人防、抗震是三项灾害预防设计内容。从这三种灾害的后果看,地震灾害远远大于前两项,但在相应的规范中,抗震设计的安全概率是最低的。常常有人问我,你们设计的房子能抗几级地震,我无言以对。在现行抗震规范中,采用的是两阶段、三水准设计理论,即所谓的小震不坏、中震可修、大震不倒。而这个三水准又是基于一个假设的地震烈度、地震模型下的概率设计,因此单纯的结构抗震设计与真实的地震反应是有很大出入的。并不能完全保证建筑物的安全性,至多也只能是降低损失。这也是现行的结构抗震设计无法克服的一个缺陷。
我认为现有建筑抗震设计的不足应通过其它手段加以弥补,我们既然不能保证建筑物的安全,能不能想办法保证建筑物中人的安全?譬如在每一个功能单元中设计独特的抗震避难空间(类似银行的金库),或在住宅、办公家具中配置特制的抗震避难柜等等。人的生命是无价的,过去我们常常以经济条件所限为由降低规范设防标准,其实这是对生命的轻视,只要对生命重视了,就会想出一些办法。就会有一些合理的取舍,即使我们的居所小一点,也应更安全一点。
二、现行抗震规范过分偏重理论,对抗震概念设计重视不够。
在5.12汶川那种山崩地裂的大震中,任何一种计算模型都是苍白的。这时更显示出了概念设计的重要性。一个好的抗震设计,是应该在保证建筑物的整体性、延性、多重防线上下功夫,而不应该是一味地死扣地震力有多大。比如在这次地震中,破坏最严重的就是变形能力差的大空间的砖混结构(比如教学楼、医院等)和楼板整体性差的预应力空心板结构,而直到今天,预应力空心板还大行其道,有关规范也并未禁止使用。那些命悬一梁一柱一墙的建筑更是比比皆是。这些建筑用我们的抗震规范理论计算或许会满足要求,但它在真正的地震中不堪一击。因此在现行抗震规范中,我想应该有如下几个方面的改进:
1、在楼板结构中,抛弃装配结构和装配整体式结构的概念,所有建筑楼板都必须是现浇整体式结构;
2、教学楼、医院等大空间房屋应严禁使用砖混结构;
3、在砖混结构设计中,除用底部剪力法抗震验算外,必须通过增加构造柱、圈梁等手段增加其整体性和变形能力,即在所有楼层都必须设圈梁,构造柱除按抗震规范设置外,必须在所有大于800MM的洞口两侧设置。
三、必须加强建筑抗震的立法 执法力度
我国是一个农业大国,长期以来乡、镇、村的建筑抗震设计几乎是一个空白,这也是这次四川汶川大地震乡镇村受灾最重的原因之一。乡镇村的建筑质量提不高就谈不上我国建筑的整体水平有多高。任何一个人盖房子,也决不是一个简单的个人行为,而是一个人命关天的社会行为。因此,在今后的建筑中,有关部门一定要汲取这次血的教训,对乡镇村的建筑工程给予足够的重视,并且进行严格管理和指导。比如每个乡成立一个抗震办,专门对其所辖村镇新建建筑进行抗震管理和技术指导,针对各地区造型、平面布置基本定型的民居,有关部门亦可出台标准抗震设计图集,供村民使用。
人命关天,抗震设计重于泰山,在此愿与每一位同行共勉。



作者 吴昱 山西省大同市第二设计院 国家一级注册结构高级工程师
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laddo
2008年05月19日 20:36:30
2楼
吴工的思考切中要点,立足实际很有指导意义,如果能够切实实行上面三个建议,对于保护人民的生命安全有根本性的保证,本人完全赞同您的观点。特别是抗震概念设计方面,一定要加强重视,不能过分倚赖抗震计算数据,要保证在强震作用下的建筑物不倒塌,加强抗震构造措施(提高延性),防倒塌应该是底线,这样才能保证地震时保护人的生命安全。
另外补充一点,对于整体现浇框架结构,填充墙的布置不当造成薄弱环节,引起震害,这一点应引起重视。尤其是对于底层商铺,上部住宅的建筑来说。因为底部需要大空间,砌体填充墙很少,而上部住宅由于分隔空间,布置较多的填充墙,而这将造成上部结构刚度大于底层,形成薄弱层;或者由于填充墙的布置引起质心与刚心的偏心扭转问题,这在以前的震害经验中是有的。规范中虽然要求结构的自振周期靠非承重墙体的刚度影响而折减,但这仅仅是对地震作用的放大,更重要的其实应该注重填充墙的平面布置问题。而填充墙的布置却是反映在建筑专业图纸上,对于墙布置的随意性,并没考虑到对结构的影响,因此结构工程师应该注意到这个问题。抗震规范3.4.1作为强制性条文,明确要求建筑设计应符合抗震概念设计的要求,这一条也应告诉建筑师,抗震设计不仅仅是结构工程师的职责,建筑师也应对所设计的建筑富有安全责任感,而不是片面地追求新奇特。网上有篇关于北京建筑的三大怪,cctv,鸟巢,国家大剧院,用怪异新奇的造型来博取人们的欣赏,却不知它存在的隐患。“我们仍然要坚持安全,适用、经济、美观的建设方针,不能以怪为美,以不合理为美。”
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wywlt001
2008年05月19日 22:37:50
3楼
谢谢上边这位同行的回复,关于结构体系的问题,我有以下一些想法,愿与同行探讨:
现行的结构体系划分有两种:一种是以材料划分,如砖混结构,钢结构。一种是以受力体系划分,如框架结构,剪力墙结构等。这中结构体系划分的不统一,直接导致了建筑结构体系的混乱和结构设计人为复杂化。事实上,我认为所有的结构体系都可以用框架剪力墙这一结构体系统一起来,理论上也是可行的。框架结构,底框结构本身就是两种非常不合理的结构体系,根本没有存在的必要,本来可以承受地震力的墙体偏要做成填充墙,这是一种削足适履的愚蠢行为。
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l-mingyun2914874
2008年05月19日 23:20:55
4楼
是的,愚蠢的行为,但是国家没出台法规,我们这些小设计人员又能说什么呢
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darenjn
2008年05月20日 12:00:06
5楼


能做到的就是永远抛弃预制楼板!不再设计砖混结构的建筑物。
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83508310
2008年05月20日 16:31:14
6楼


能做到的就是永远抛弃预制楼板!不再设计砖混结构的建筑物。
有道理
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jasonlee131
2008年05月20日 17:56:35
7楼


第一次听到这样的观点,很新颖,值得思索.
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yueyue1983
2008年05月20日 20:46:47
8楼
很多违规的现象还是存在,希望可以尽量避免减少
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strive02
2008年05月20日 22:09:52
9楼
采用合理的结构形式,按照规范做好构造措施,严格的设计应该是会减小死亡的危险的。
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whz8874472211
2008年06月20日 09:56:04
10楼
吃透规范提高水平,多实践提高胆量。胆小、技术水平低是浪费的一个重要原因,“算不清,塞钢筋”是很多工程人员的法宝。其实多配筋提高安全储备的同时牺牲了延性,对于抗震上延性的设计的关注普遍不如承载力设计上面的关注,从这个意义上,合理设计是“既经济了也安全了”。
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whz8874472211
2008年06月22日 14:10:22
11楼
为什么列兵只允许搜索标题,好多东西都查不来,要达到足够得积分,对我们这些新兵来说,本来刚开始只能看看别人得经验,肚子的墨水少得可怜,这样是变相得鼓励我们灌水,网易做的越来越差了,强烈打击新手得积极性,强烈怀念老版本,网易最吸引人的地方就是它的公开性,透明性,强烈抗议!!!希望广大得列兵能积极响应!!!
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