四川和新疆,两次的天灾发生,总会引发大家对于自己日夜栖身的各种建筑抗震性的关注,特别是广大农村地区。
根据专家对历次地震分析显示,人员伤亡总数的95%以上是由房屋倒塌造成的,仅有不足5%的人员伤亡是直接由地(震)及地(震)引发的水灾、山体滑坡等次生灾害导致的。
最直接威胁人民群众财产安全的建筑物而言,其抗震标准如何?我们日夜栖身的建筑都有哪些结构,每种结构的抗震能力如何?农村的房子,到底如何设计、建造才能更抗震?
这是关涉生命财产安全的大事,定要深慎以待。
房屋结构与抗震性
我们生活中所居住的房屋,由于高度和用途以及建筑时间的不同,造成了结构的不同,同时也决定了房屋的抗震能力也不尽相同。那么现在最普遍使用的砖混结构、土木结构、框架结构,以及钢结构房,到底哪一种房屋结构最抗震呢?
钢结构抗震性能:
特点:钢结构是以钢材为主要结构材料。钢材的特点是强度高、重量轻,同时由于钢材料的匀质性和强韧性,可有较大变形,能很好地承受动力荷载,具有很好的抗震能力。
应用:不过,由于钢结构建筑的造价相对较高,目前应用不是非常普遍。一般来说超高层建筑(100米以上),或者跨度较大的建筑通常应用钢结构。
剪力墙(半砖混)结构抗震性能:
特点:剪力墙是用钢筋混凝土墙板来承担各类荷载引起的内力,并能有效控制结构的水平力,这种用剪力墙来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。
应用:剪力墙结构在高层(10层及10层以上的居住建筑或高度超过24米的建筑)房屋中,被大量运用。
框架结构抗震性能:
特点:由钢筋混凝土浇灌成的承重梁柱组成骨架,再用空心砖或预制的加气混凝土、陶粒等轻质板材作隔墙分户装配而成。墙主要是起围护和隔离的作用,由于墙体不承重,所以可由各种轻质材料制成。
框架结构中,还有一种框剪结构,又名框架—剪力墙结构,它是框架结构和剪力墙结构两种体系的结合,吸取了各自的长处,既能为建筑平面布置提供较大的使用空间,又具有良好的抗力性能。这种结构的住房有很好的抗震性。
应用:框架结构在现代建筑设计中应用较为普遍,我们所见的大多数建筑都是框架结构。
砖混结构抗震性能:
特点:砖混结构中的“砖”,是指一种统一尺寸的建筑材料,也包括其他尺寸的异型黏土砖、空心砖等。“混”是指由钢筋、水泥、沙石、水按一定比例配制的钢筋混凝土配料,包括楼板、过梁、楼梯、阳台。这些配件与砖做的承重墙相结合,所以称为砖混结构。砖混结构住宅一般以多层(24米以下,住宅10层以下)住宅为主,其抗震性能比起上述三者相对弱一些。
应用:砖混结构一般应用在多层或者跨度不大的建筑,但由于砖混结构的房屋格局死板,墙面不能改动,加之近些年框架结构以及剪力墙结构应用得越来越普遍,在城市建设中已经很少应用砖混结构,目前我国只有城郊的一些建筑中还是砖混结构。
土木结构抗震性能:
特点:以传统技艺修建的土房子,抗震性能确实不太好。因为生土材料是一种韧性很小的材料,虽然抗压能力还不错,但抗弯强度(抵抗弯曲不断裂的能力)和抗剪强度(抵抗剪切破坏的强度)都比较差,如果只用生土作为建筑的承重构件,容易造成房屋在地震中“土崩瓦解”,损害人民群众的生命财产安全。
然而,中国传统的木结构建筑,具有框架结构的优势,在抗击地震冲击力时,往往“以柔克刚”,通过斗拱、卯榫等巧妙的构建,以最小代价,将自然破坏力消弭至最小程度,往往呈现“墙倒屋不塌”的情况,故而应从中吸取优点所在。
应用:传统土木结构建筑,主要采用长宽比小于2:1的矩形,规则的平面形态和结构布局有利于抗震,中间(当心间)布局开阔,两侧为次,梢间等依次继续减小,非常有利于抵抗地震的扭矩,同时不能图省事儿放弃斗拱、卯榫等结构元件。
房屋抗震设防烈度
地(震)发生,其所造成的破坏,往往与地震烈度有重大关系,所以房屋的抗震要设防烈度,震级和地震烈度间到底有什么区别,我们日常生活中房屋的抗震设防烈度应该是多少呢?
地震有强弱之分,而震级是用以衡量地震本身强度的“尺子”。震级可以通过地震仪器的记录计算出来,它的单位是“级”。震级的大小与地震释放的能量有关,地震能量越大,震级就越大。
地震发生时,人们通常用地震烈度来描述地面遭受地震影响和破坏的程度,简称烈度。烈度的大小是根据人的感觉,室内设施的反应,建筑物的破坏程度以及地面的破坏现象等综合评定的,它的单位是“度”。
震级与烈度虽然都可以反映地震的强弱,但含义并不一样。同一个地震,震级只有一个,但烈度却因地而异,不同的地方烈度值不一样。
对于建筑物的设计而言,每个地区都会根据当地的地质、地貌情况规定不同的房屋抗震设防烈度,具体来说就是建筑物能够防止相应地震烈度的破坏程度的能力,也就是建筑物的抗震能力。
全国各个城市及地区的抗震设防烈度都不相同,下图会清晰展现全国每个地方的抗震防烈度,沈阳地区的抗震设防烈度是7度,一般城市的抗震设防烈度都在6-9度间。
而一般建筑物的使用年限是50年,也就是相应的抗震设防烈度维持功效的年限是50年。
地震烈度
3度:少数人有感,仪器能记录到。
4-5度:睡觉的人会惊醒,吊灯摆动。
6度:器皿倾倒,房屋轻微损坏。
7-8度:房屋破坏,地面裂缝。
9-10度:桥梁、水坝损坏、房屋倒塌,地面破坏严重。
11-12度:毁灭性的破坏。
总而言之,在人们都追求大规模、快速、标准化的农村建筑中,房屋抗震的相关普及与推广依然缓慢而艰辛。一方面,地方政府对这种技术缺乏足够的了解和认识,另一方面,建筑领域也缺乏相应的专业规范和标准。
现代建筑材料和技术,在我们习以为常的都市生活中固然便利易得。但是今天,中国仍然有近一半的人口居住在农村,他们中的相当一部分生活在偏远贫困的山区。在高唱“城市让生活更美好”的同时,我们也应该知道,城市模式不是唯一的答案,科学研究不仅要为城市解决问题,也要为乡村解决事关生命财产安全的问题。
这是大家共同的责任。