采访周锡元院士——就汶川地震


汶川地震的搜救工作正在争分夺秒地进行，全国人民的心为灾区楸紧。由于地震发生在学校上课时间，灾难中死伤的师生人数众多，人们在扼腕叹息之余也不禁存有疑问：为什么学校楼房在地震面前如此脆弱？为此，记者走访了工程抗震专家、中国科学院周锡元院士，请他来解答相关的问题。　　

　　房屋在地震中倒塌有三种原因
　　
　　周锡元院士介绍，分析地震常常有两个标准：一是我们平时常说的震级，代表地震释放的总能量；另一个是烈度，代表地震产生的破坏力，因此设计建筑时，参考的指标是烈度。　　
　　如果房屋在地震中倒塌损毁，基本上有三种原因：
　　
　　一是没有按标准建造。我国70年代就有了相应的房屋抗震标准，唐山大地震及其后几经修改，现行的有2001年发布的《建筑抗震设计规范》。但有的建筑没有依照标准实行，设计不当，抗震性能差。　
　
　　二是地震超过预计强度。如汶川的房屋设计规范是7度，部分地区是6度，面对如此强的地震就较难抵御。　
　
　　三是工程质量不过关。建筑按照标准设计了，还需要严格地进行施工建设，否则抗震能力就会打折扣。　
　
　　校舍建筑抗震能力差是世界性的普遍问题。　
　
　　周院士表示，校舍抗震能力差，这是世界性的普遍问题，他为记者举了个例子——1933年，美国的长滩(Long Beach)发生地震，导致学校倒塌。所幸已是放学时间，没有什么学生伤亡。
　　
　　“我国学校的设计和建设，也是按标准走的，问题在于没有提高标准。”周锡元说，学校在抗震方面存在几个先天缺陷：　
　
　　一是房间大。躲到卫生间等场所是地震发生时的一条逃生原则，原因就在于空间狭小、有墙面支撑，墙的面积大抗震能力就强。但学校教室、活动室等场所空间都比较大，相对而言墙的面积就小。
　　
　　二是窗户大。教学需要良好的光线，采光使用大面积的窗户设计，相应地使得墙的面积大大缩减。
　　
　　三是走廊设计。一般学校都采用单面、外廊的走廊设计，多由柱子支撑，如果教室两边都是走廊，在纵向上一间教室就只有前后的两面墙抗震，两边柱子的作用则很弱。
　　
　　可考虑将学校建成紧急避难场所。　
　
　　地震难以预测，往往发生在预期可能性小的地方，如国内唐山、台湾，国外日本神户，研究者尚未完全掌握其规律。而抗震标准每增加一度，成本普遍增加5%-10%，我国国土面积广阔，将所有房屋标准都提高显然不现实。　
　
　　怎么样才能不花钱又抗震，是长久以来工程师们极力攻克的难题。在这样的情况下，周锡元教授提出了他的思考，他建议：对学校、医院等人口密集、人群自救能力差的地方，提高标准，加强抗震能力，赋予紧急避难场所的功能。这样在发生灾难的时候，学校可以放假，腾出来作为避难场所。而城市需要有避难地点。



A 房屋震害
　　
　　首先必须要区分震级和烈度的关系，震级为根本，一次地震只有一个震级，震级表示地震释放能量的大小 ，差一个震级能量释放差32倍；烈度为表象，表示地震的破坏程度，不同的地方破坏程度不一样，烈度分为十二度。 　　
　　按目前的规范，民用建筑按三水准设计，即小震不坏，中震可修，大震不倒。小震为50年有63.2%的超越概率；中震也就是设防烈度，为50年有10%的超越概率；大震为50年有2~3%的超越概率。汶川、成都基本烈度均为七度，一般民用建筑按七度设防，小震相当于5.45度，中震即7度，大震相当于8度强（按8.5算）。 　　
　　汶川：根据《建筑抗震疑难释疑》中提供的公式震中烈度=0.24+1.29x震级，可以用烈度换算出震中汶川映秀镇可以承受的震级，小震为4.0级，中震为5.2级，大震为6.4级。此次为7.8级地震，远远超过了6.4级，也就是说按规范进行抗震设计的房屋全部倒塌，更不用说没有做抗震设计的。　　
　　成都：根据《建筑抗震疑难释疑》中提供的公式烈度=0.92+1.63x震级-3.49lg震中距，成都据汶川映秀镇约200km，换算后小震为7.7级，中震为8.7级，大震为9.6级。此次为7.8级地震，超过了7.7级，也就是说成都按照规范进行抗震设计的房屋已经进入破坏状态，但进行修缮后还能继续使用。

B 人员伤亡 　
　
　　根据地震释放能量的大小（差一个震级能量释放差32倍）估计人员伤亡。1999年8月17日，土耳其7.8级地震死亡1.6万，推算汶川死亡1.6万；1995年1月17日日本阪神7.2级地震死亡0.54万，推算汶川死亡0.54*32*（7.8-7.2）=10.3万；76年7月28日唐山大地震公布为7.8级，实际为8级左右，推算汶川死亡24.24/（32*（8.0-7.8））=3.8万。根据上述平均值，尚且不考虑人口稠密、发生时间的影响，汶川大地震死亡约为5.2万人。　
　
C 安全还是成本　　

　　成都基本烈度为7度，二类场地上剪力墙含钢量平均值约55~60KG/平米，现在开发商拼命的减少钢材用量，让设计控制含钢量，使他们的暴利获取更大的收获。如果开放商能接受含钢量做到上限，即平均每平方米增加5公斤，按一套商品房100平米算，钢材也就只增加了0.5吨，按6000块每吨算，每套房子也就增加了3000块钱。　
　
　　希望农村的房子也纳入抗震设计。