10月9日四川內江市發生地震 聽專家說說地震與建築之間的關係

10月9日,中國地震臺網在官微中發佈10月09日23時41分在四川內江市發生3.3級地震

,震源深度14千米。不禁想起2008年汶川大地震和17年的九寨溝地震,每一次大規模災難發生之後,勢必會引發進一步加強建築物等設施的安全性這樣的言論。實際上,我們一直在吸取教訓,重新審視各種安全標準。然而無論在任何場合下都不存在絕對性的安全。固若金湯的建築物在現實中是不可能存在的。一起來聽聽清華建築專家如何解釋地震與建築之間的關係!

10月9日四川內江市發生地震 聽專家說說地震與建築之間的關係

1、地震對於建築物為何會擁有如此巨大的破壞力?

人們常說,地震來襲時地動山搖,這樣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。簡單地說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,由於地球表層巖性的複雜性,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,使底層柱子和牆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、牆的承載能力,柱、牆就會垮掉。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“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覆的作用力,若底部柱、牆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。

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。

10月9日四川內江市發生地震 聽專家說說地震與建築之間的關係

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。

2、地震中大量建築物受到毀滅性破壞,與地震的震級、烈度有什麼關係?

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。

有的人說某建築能抗幾級地震,這個說法是不對的。應該說,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。

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。我看到過一個資料說都江堰達到了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。

10月9日四川內江市發生地震 聽專家說說地震與建築之間的關係

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覆研究作出的。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,還有橋樑、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。

3、決定房子抗震能力的主要因素有哪些因素?

1)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。

2)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-剪力牆弱。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。

3)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。

4)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。

5)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。

6)建築的最初作用就是為人遮風避雨使之能有一席容身之地。隨著文明的發展,它也漸漸被融入了美感與藝術等多重元素。當不可抗拒的因素來襲時,我們開始反思,究竟什麼樣的建築才是人所需要的。從設計到施工的整個過程,無不需要以嚴肅認真去對待,規劃、設計、施工、監理四大環節很重要,都要嚴格把關!

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