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抗震专家释疑:汶川地震为何校舍倒塌多
2008年5月17日 08:29
来源:中国经济网 作者:牟修锐 秦海波 选稿:实习生 王霖
  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揪紧。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,考虑的主要指标是烈度。

  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,没有或抗震设计不到位,抗震性能就不满足要求。

  二是地震超过预计强度。这是因为抗震设防标准所依据的地震区划图,是基于一定的概率水准编制的,大致相当于475年一遇,实际发上的地震烈度偶尔有超过预期值的情况,这在国内外都偶有发生,在这次地震中也有。随着科学水平的提高,希望这种情况愈来愈少

  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造,否则抗震能力就会打折扣。质量问题可能有管理,技术和腐败等等因素,需要动用通过加强管理,提高技术和制裁腐败等措施加以解决。

  校舍建筑抗震能力差是世界性的普遍问题

  周院士表示,校舍由于抗震抗墙体通常比多层办公楼和居民住宅楼要少一些,如果都没有抗震措施,其抗震能力是比较差的,这也许是世界性的问题,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。所幸已是地震发生在放学时间,学生都在回家的路上,没有什造成伤亡。

  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。

  三是纵墙少。一般学校都采用单面、外廊的走廊设计,外廊多由柱子支撑,柱子的作用则很弱,在纵向只有两道抗震墙,抗震性能相对比较弱,也有一些教学楼两边都是教室,中间是走廊,情况就要好一些。

  不过,在我国的抗震设计规范中已经考虑了这些不利因素,并已经按照与住宅和办公楼同样的设防标准提出了计算方法和抗震措施,也就是说“我国学校的设计和建设,也是按标准走的,在一前的一些地震已经经受了一些考验,现在的问题是对学校建筑是否需要特别提高抗震设防标准。”

  可考虑将学校建成紧急避难场所

  由于强烈地震是小概率事件,提高抗震设防标准需要增加基建投入,抗震身放烈度每增加一度,结构的成本可能要增加5%-10%左右。怎么样才能不花钱又抗震,是长久以来工程师们力图攻克的难题。但是目前看来还做不到。我们的努力目标是研究和开发经济高效的抗震措施。为了保护人的生命安全,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要提高标准,进一步加强其抗震能力,特别是像学校这样的公共建筑还可以赋予其作为紧急避难场所的功能。这样,在发生地震和其他突发灾害的时候,不仅能确保的安全,在灾难发生期间,学校可以放假,腾出地方来,作为避难场所和防灾据点。这种做法在国外也是有的。

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图片说明:周锡元院士

    背景资料:周锡元院士简介

    周锡元,1938年5月出生,中国科学院院士,国家级有突出贡献专家,现任北京工业大学学术委员会副主任、工程抗震与结构诊治北京市重点实验室主任和学术委员会主任、抗震减灾研究所所长,中国科学院技术科学部副主任,国家减灾委员会专家委员会成员,建设部科学技术委员会、中国灾害防御协会等多个学会理事或常务理事;《建筑结构学报》、《地震学报》、《地震工程与工程振动》和《Journal of Earthquake Engineering》等多种杂志编委;发表论文百余篇,著作有《地震工程概论》、《场地?地基?设计地震》、《抗震工程学》等;曾获全国科技大会奖一项和国家科技进步二等奖三项、三等奖一项及北京市和省部级二等以上科技进步奖多项,指导培养硕士、博士生、博士后40余名。

     40余年来,周锡元院士致力于结构抗震、工程地震学以及城市与区域的综合减灾研究,发展了考虑房屋空间工作特性的结构计算理论;开拓了随机地震力理论与结构地震反应的研究;深化了场地条件对震害和地震动影响的研究;推动了城市地震小区划;发展了地震动参数和震害潜势的概率分析方法;推进了城市和区域的综合抗震防灾;促进了建筑结构隔震减震的研究与工程应用;长期参与地震区建设规范的制订与修编。现有主要研究方向为:结构隔震、减震与振动控制;城市与工程抗震减灾;地震危险性分析与设计地震;城市和区域综合减灾规划等。

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