建筑物怎样才能防震？

作者：蔡晋安（中国地震局地震预测研究所）

审稿专家：任烨（上海市地震局高级工程师）

地震发生的时候，我们通常被告知，要离开建筑物去到外面空地上，避免建筑物倒塌造成的伤害。那么，有没有地震时震不倒的房屋呢？甚至于说，世界上有没有地震时“不震动”的房屋？实际上，这涉及到了建（构）筑物抗震中的“硬”与“柔”抗震问题。今天，我就跟大家好好聊一下。 一场大的地震往往会夺去许多鲜活的生命，究其原因主要是地震引发建筑物的倒塌，造成对人的生命的威胁。因此，把房子盖结实是人类从历次大地震的血的教训中获取到的宝贵认识。 当然，让房子不倒的前提是建设房子的地点必须远离活动断层。如果房子位于活动断层上，再结实的房子也经不起地震时活动断层错动对房子的破坏。地震现场调查表明，只要离开地震断层一段距离，地震断层对房子的破坏性就大为减轻。 让房子不倒必须从房子设计抓起。人类在同地震这个自然灾害作斗争的过程中明确提出了建筑物抗震的设计目标是“小震不坏、中震可修、大震不倒”。我国编制的第五代《中国地震动参数区划图》，为设计工程师开展建筑物抗震设计提供了科学依据。按照第五代区划图，例如北京的房子必须按抵御地震烈度Ⅷ度来设计的，这样标准设计的房子，在地震烈度Ⅶ度时房子不坏，在地震烈度Ⅷ度时房子可修，而在地震烈度Ⅸ度时房子不倒，从而保证了人们的生命安全。 让房子不倒还必须要提高房子结构稳定性和增强结构联结处性能。圈梁和构造柱可以保证墙体之间的可靠连接，增强房屋结构的稳定性和承载能力，有助于在地震中防止房屋倒塌，减轻地震对人们生命的威胁。因此，人们将圈梁和构造柱结合应用于房屋抗震加固中。2008年四川汶川地震中，安县桑枣中学一座教学楼因事先做了抗震加固，在地震时避免了倒塌，拯救了700多名师生生命。在我国新疆农村启动了地震安全民居建设，采用抗震设计的地震安全民居在65次5级地震中无一倒塌，实现了零死亡。 随着对建筑物抗震认识的深化，人们意识到对付地震这样狂暴的灾害，通过增大建筑物结构的强度去硬性对抗它的破坏作用有限的。因此，科学家们另辟蹊径，从减轻地震对建筑物震动着手，采用“柔性”的方法来避免建筑物的破坏，发展出了一些新的“以柔克刚”的建筑物抗震技术。 一种是“工程隔震技术”，在建（构）筑物底部或者层间设置由柔性橡胶隔震装置组成的隔震层，形成“柔性结构”，增加建（构）筑物的抗震性能，起了类似于汽车减震器作用。昆明长水国际机场航站楼就使用了1800多个隔震垫，“隔开”了地震。港珠澳大桥建设时，在桥墩上布置了高阻尼橡胶隔震支座，桥梁的地震响应减小了60%-80%。还有一种是“工程消能减震技术”，在房子的某些节点或联结处安装阻尼器等消能构件，在地震发生时，这些消能构件就能消耗输入房子的地震能量，保护了房子的安全。

北京昌平区一中综合楼就采用了这项技术。再有一种是“工程结构控制技术”，在结构的某个部位设置一些控制装置，地震发生时，被动或主动地施加与结构振动方向相反的作用力，让地震时结构“不会震动”。例如，广州塔“小蛮腰”总高度600米，建设时采用两级主被动复合调谐质量阻尼器控制技术，使得该塔成为世界上采用结构减振控制技术的最高结构，经受了多次强台风的考验，验证了结构的“鲁棒性”。 随着科学技术的进步，在不远的将来，相信人类将会发现更多的抗震技术新方法，建造出更多的在地震时震不倒的房屋，也会建造出更多的在地震时“不会震动”的房屋，更好地在地震时保护人类的生命安全。或许，到那时候人们就不会再“谈震色变”了。

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