訪清華大學建築設計研究院副總工程師馬寶民、賀小崗

    新華社北京６月１８日電（記者 樊曦、張曉松）５月１２日１４時２８分，我國四川汶川發生了一次歷史罕見的大地震，震級達到芮氏８級，最大烈度達到１１度。

    強烈地震突如其來，頃刻間，房屋大面積倒塌，造成人員傷亡慘重。截至目前，這次地震已造成６５０多萬間房屋倒塌，２３００多萬間房屋損壞，北川縣城、汶川縣映秀鎮等部分城鎮夷為平地。

    地震對於建築物為何會擁有如此巨大的破壞力？地震中決定房屋損毀的因素究竟有哪些？災區新建房屋應當注意哪些問題？記者帶著這些問題，採訪了我國建築領域的專家——清華大學建築設計研究院副總工程師馬寶民、賀小崗。

    記者：人們常説，地震來襲時地動山搖，房屋隨之倒塌。那麼，地震到底是以什麼方式來破壞建築的？

    專家：用“地動山搖”“山崩地裂”來描述地震到來時的情形一點也不過分。由於建築物依附在地球表面，建築物受地震破壞的方式主要受地震波的傳播方式影響。簡單地説建築物破壞有三種方式：上下顛簸、水平搖擺、左右扭轉。多數時候，還是三種方式的複合作用。

    地震波傳播方式有縱波、橫波、面波，由於地球表層岩性的複雜性，傳播過程中也會出現像激流中“漩渦”的複雜情況。

    縱波使建築物上下顛簸，力量非常大，建築物來不及跟著運動，使底層柱子和墻突然增加很大的動荷載，疊加建築物上部的自重壓力，若超出底層柱、墻的承載能力，柱、墻就會垮掉。底層垮掉後，上面幾層建築的重量就像錘子砸下來一樣，又使第二層壓壞，發生連續倒塌，整個建築直接“坐”下來，原來的第三層瞬間變為“第一層”。

    面波使建築物水平搖擺，相當於對建築物沿水平方向施加了一個來回反復的作用力，若底部柱、墻的強度或變形能力不夠，就會使整棟建築物向同一方向歪斜或傾倒，在震區常常看到這種現象。

    第三種作用是扭轉。引起扭轉的原因是有的地震波本身就是打著“旋兒”過來的，也有的情況是因為面波到達建築物兩端早晚的時間差引起的。這種情況引起建築物扭動。建築物一般抗扭能力較差，很容易扭壞。震區有的房子角部坍塌，多屬這種情況。

    一旦碰到上下顛、左右搖、扭轉，三種方式共同發生，破壞力就更加可怕。在離震中較近的範圍，往往三種方式交織作用，所以破壞力很大。

    此外，每個建築物都有自己特定的自振頻率，如果這個頻率與地震作用的頻率接近，還會引起類似共振的效應，那樣帶來的破壞力就更可怕了。

    還有一種破壞形式叫“液化”。如果建築物基底是粉細沙，房子建在上面，當大地搖動時，沙粒向旁邊跑，房子就會往下沉，引起傾斜甚至倒塌。唐山地震時，很多房子就是這樣損毀的。這次汶川地震沒有出現“液化現象”，但由於山體不穩引發的滑坡卻很多，許多建在山坡上或山腳下的房子就是這樣損壞的。

    記者：在這次地震中，大量建築物受到毀滅性破壞，這究竟與地震的震級有關係呢？還是與烈度有關係？

    專家：我們先要搞清震級和烈度兩個概念，不少人弄不清楚。震級和烈度是兩個不同的概念。震級是用來衡量一次地震釋放能量的大小，烈度是描述地震引起的破壞程度。一次地震只有一個震級，但烈度不止一個，一般情況下離震中越近破壞越大，烈度就越高，遠離震中烈度減小。例如唐山地震，震中區烈度是１１度，影響天津是８度，影響北京是６度。

    有的人説某建築能抗幾級地震，這個説法是不對的。應該説，某建築物的設防烈度是多少度。

    建築物的受損情況除了與震級作用大小有關外，還跟場地條件、設計、施工等多種因素有關。

    記者：您剛才談到建築物的設防烈度。那麼，我國對建築物的抗震設防標準是如何規定的？四川地震災區執行的是什麼標準？

    專家：我國１９８９年以後制訂的《建築抗震設計規範》的設防目標要求建築物做到“小震不壞，中震可修，大震不倒”。所謂“大震不倒”是指地震發生時，實際地震烈度比抗震設防烈度高１度到１．５度時，建築物應當不倒塌。汶川和都江堰按現行規範的設防烈度都是７度。這次地震對這兩個地方的影響都超過了７度。我看到過一個資料説都江堰達到了９度，汶川更高，映秀達到１１度，超過“大震”設防烈度很多。震中附近的映秀、北川的烈度高達１１度，建築物倒塌很難避免。也有少數房子沒有倒塌，很可貴，這少數房子很有研究價值，可以學習不倒的理由。大自然是人類的無言師，人類的知識都是不斷從大自然學來的。

    我國建築物的抗震設防標準一般設在６度到９度。因為地震發生時，烈度達到１０度的範圍不是很大，達到１１度的只有震中及附近地區。一般地震在什麼地方發生並不知道。而多數房子的使用壽命是５０年，全國大部分地區５０年內多數並不發生地震，但又不能不設防，若設防標準過高，又不地震，投入的財力就是浪費，我們還沒有那麼大的財力。目前，北京的建築設防烈度是８度，四川絕大部分地區是７度。全國有一個烈度區劃圖，是根據歷史記載經反復研究作出的。全國抗震設防都依據同一規範，是同一個標準。

    另外，我國根據建築物功能的重要性將抗震設防標準分成甲、乙、丙、丁４個類別。一般房屋都是丙類，超過６０００座的體育館、超過１２００座的劇場、超過１００００人居住或辦公的高層建築，還有橋梁、機場、醫院、小學、幼兒園以及若建築發生破壞會引起嚴重次生災害的工程，例如核電站、危險品倉庫等，其抗震設防標準都比周圍建築要高出至少一個級別。

    記者：在地震災區，我們看到同一地區有些建築物全部垮塌，有些建築只是局部損壞，這是什麼原因？

    專家：剛才講過，在地震面前，建築物是否垮塌，或者損壞情況怎樣，與房子本身的抵抗力密切相關。

    決定房子抗震能力的主要因素有許多方面：

    一、房子的體形。體形規則、均勻、對稱的房子抗震能力強。上大下小頭重腳輕的房屋體形叫豎向不規則，平面局部凸出的Ｌ形、“丁”字形體形叫平面不規則，一頭沉一頭輕的叫扭轉不規則，不規則建築抗震能力都較差。

    二、房子的結構形式。磚混結構的抗震能力要比鋼筋混凝土框架、框架－剪力墻弱。底層框架上部磚混、帶轉換層的房子、底層空曠的房子、板柱體系的房子抗震能力都比較差。底層弱容易“坐”下來。

    三、房子的施工質量。照圖施工、技術到位，房屋質量就好。否則設計再好，施工質量差也會出問題。

    四、房子的建築材料。混凝土標號夠不夠，鋼筋是否合格，有沒有偷工減料等都很重要。

    五、房子的建設年代。較早的房子依據的抗震設防標準相對較低。由於認識水平和財力的增長，後建的房子抗震能力相對較強。

    記者：目前，災區的恢復重建工作已經排上重要日程。作為建築設計方面的專家，對於災區新建房屋有什麼建議？

    專家：對於災區的恢復重建，不久前剛剛出臺的《汶川地震災後恢復重建條例》已經有了明確規定。

    具體到新建房屋，應當注意以下幾點：

    一是選址要好。重新選址時，應當避開地震活動斷層或者生態脆弱和可能發生洪災、山體滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等災害的區域以及傳染病自然疫源地。

    二是設計施工水平要高。要選擇有資質的設計單位和施工隊伍，加強施工隊伍技術能力培訓。

    三是建築材料的質量要控制好。要從正規廠家購進建築材料。

    四是要加強工程監理。

    總之，規劃、設計、施工、監理四大環節很重要，都要嚴格把關。（