10年前，2008年5月12日

一场8.0级特大地震重创天府之国

近7万人丧生，1.8万人失踪，37万人受伤

10年过去了

每一个遭受灾难的家庭，都无法轻言忘却

还记得电视台主持人播报伤亡数字

泣不成声的场面

地震

总让人敬畏自然

地震，可以预测吗？

对于地震预测，大家最熟悉的莫过于我国东汉时期伟大的天文学家张衡发明的地动仪了。

其实，地震预测是世界公认的科学难题，在国内外都处于探索阶段。根据有关资料，地震预测研究，在世界和我国大约都是从20世纪五六十年代才开始的。

我国自1966年邢台地震以来，广泛开展了地震预报的研究，经过50多年的努力，取得了一定进展，曾经不同程度的预报过一些破坏性地震。例如，1975年，我国成功预报了2月4日发生于辽宁海城的7.3级强烈地震，并在震前果断地采取了预防措施，使这次地震的伤亡和损失大大减小。

但是地震预测往往都呈现出极大的复杂性，科研人员所作出的预报，特别是短临预报，主要是经验性的，对中长期预报有一定的认识，但短临预报成功率还很低。

您可能会诧异，现在人类的技术发展日新月异，特别是以「互联网+」为代表的信息技术使人们的生活发生了翻天覆地的变化，难道就对于我们脚下的这片大地无可奈何了吗？

当然不是！

虽然我们尚不能准确预测地震的发生，但人类在与自然斗争的长期实践中摸索出了一套抵御地震灾害的有效方法，其中最行之有效的当属建筑物的抗震技术了。

但是，抗震防灾的技术使用是有经济代价的，甚至是昂贵的。

其实，建筑抗震防灾技术标准的发展，有点像人们买保险的经历。当您尚处于贫困阶段的时候，最大的要求绝不是为自己和家人买一份保险，而是把仅存的钱用于解决温饱问题；当解决温饱处于小康水平的时候，您可能会考虑把部分钱财用于买一份基本的人寿保险；当您有朝一日过上了富裕的生活，那保险的需求和险种范围必将大为增加。

我国的抗震防灾技术标准，经历了从无到有、从少到多、从个别到全面的发展过程。根据有关资料，新中国成立初期，由于国家经济较为困难，又未发生强烈地震，一直没有出台自己的抗震设计规范；直到1974才正式颁布我国第一部抗震规范《工业与民用建筑抗震设计规范（试行）》。

1976年的唐山大地震造成了近代世界地震史上少有的灾难，也全面推动了抗震防灾技术的发展，1978年根据海城、唐山地震震害经验，对1974版规范进行了修改，正式出版了《工业与民用建筑抗震设计规范》TJLL-78。

1980年代以后，随着我国经济的快速发展，我国的抗震规范也快速更新，抗震设计的覆盖范围越来越大，到目前为止先后制定了89版、2001版和2010版《建筑抗震设计规范》；抗震设计的覆盖范围也从部分大中城市地毯式地铺开到了全国所有的城镇。

在汶川地震中，按新版抗震规范设计的建筑物，相较于农村未进行抗震设计的砖混结构，其抗震性能有很大的提高，虽然也有开裂、变形、构件损伤等破坏情况，但房屋的倒塌大为减少，有效保护了人们的生命财产安全。

您可能要问，房子的震害主要有哪些破坏形式，地震作用下房子的哪些部位容易破坏甚至倒塌呢？

根据汶川地震的震害调查分析，笔者选取以下常见的框架结构建筑来详细说明这个问题：

1、框架结构倒塌：「柱弱梁强」的结构容易在柱端出现塑性铰，在8度及以上的强震作用下容易发生倒塌。

2、平面布置不当引起的震害：平面不规则、质量和刚度分布不均匀以及不对称，使结构的质量中心和刚度中心偏离较大，容易使地震时由于扭转和局部应力集中而导致严重破坏，甚至局部倒塌。

3、竖向刚度突变引起的震害：结构刚度沿竖向有局部削弱或者突变时，框架结构在刚度突变的楼层容易产生过大变形，甚至局部坍塌。

4、填充墙的震害：框架结构中嵌砌填充墙，容易发生墙面斜裂缝，并沿柱周边开裂，其中端墙、窗间墙和门窗洞口边角部位的破坏最严重，地震烈度较高时填充墙可能会倒塌。

5、框架结构中楼梯的破坏：框架结构抗侧刚度较小，楼梯板类似斜撑，使楼梯间的抗侧刚度较大，承担的地震剪力较大，可能发生的楼梯震害有：楼梯间填充墙破坏；休息平台处短柱破坏；楼梯板受拉破坏。

6、框架柱的震害：柱顶的震害往往大于柱底，短柱大于一般柱。柱顶周围有水平裂缝、斜裂缝或交叉裂缝，常发生混凝土压碎崩落，柱内箍筋拉断，纵筋压弯呈灯笼状。柱底常见的震害在离楼地面0.1~0.4米处有环向的水平裂缝、斜裂缝或交叉裂缝，也会出现露筋现象，但由于柱底箍筋较密，震害相对较轻。

7、框架梁的震害：在反复地震作用下，框架梁受到变号弯矩的作用，产生沿梁长分布的竖向裂缝。

8、玻璃幕墙的震害：在强震作用下，可能会由于主体结构变形过大导致玻璃幕墙被挤碎，部分或全部脱落的震害。

9、吊顶的震害：在强震作用下，框架结构的轻质吊顶遭到大量破坏，石膏板塌落，露出轻钢龙骨。

10、设备的震害：固定在主体结构上的空调通风设备等机电设备，在主体结构发生较大变形时，设备可能会受到挤压、撞击而出现破坏。

11、出屋面附属结构的震害：突出屋面附属结构的地震反应明显比主体结构大，存在「鞭梢效应」，导致其地震反应加大，震害加重。

如何抗震？

对于砌体结构房子，除了平面、立面要求根据框架结构类似外，层高层数、高宽比、横墙间距、楼梯间做法、钢筋混凝土圈梁和构造柱设置等方面均应满足国家抗震规范相关要求。

对于木结构房子，主要震害体现在屋盖的整体或局部垮塌、木屋架倾斜、屋顶破坏、填充墙破坏、柱脚滑移等方面。

除了上述常规的抗震设计方法，还可采用一种新型的抗震技术，即结构消能减震技术。

近年来，建筑结构消能减震技术在国内新建建筑及既有建筑的加固改造中已逐渐推广应用，其不仅改变了结构抗震设计的传统概念、方法和手段，而且使结构的抗震能力、风荷载下的舒适度、抗震可靠性和灾害防御水平大幅度提高。防屈曲耗能支撑是比较成熟的一种结构消能减震技术，其利用低屈服点芯材在轴向拉压力下的塑性滞回变形来耗能。

由湖南省建筑设计院有限公司（HD）设计咨询中心主创建筑方案、HD结构设计研究所承担结构专业设计的南华大学图书馆项目，二层为转换层，转换梁为大悬挑梁，柱外悬挑长度达8.4米，转换层以上有9层。

根据《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》（建质(2015)67号）判断，本工程一般不规则的项数达到5项，属于多重复杂的超限高层建筑，若采用普通抗震技术设计难度较大。

后经多方案对比和反复计算，决定采用结构消能减震技术。通过在合适部位设置防屈曲耗能支撑，达到了优化结构体系和减震防震的目的，并顺利通过了由湖南省住房和城乡建设厅组织的湖南省超限高层建筑抗震设防专项审查会。

“安得广厦千万间，大庇天下寒士俱欢颜”诗人杜甫这句诗道出了广大人民对房子这个「刚需」的渴望，作为我们在地球上赖以栖身的场所，除了遮风挡雨外，房子还是我们安放灵魂的地方。

在科技高速发展的今天，相信总有一天，人类可以开发出更加伟大的抗震技术，真正将地震这头难以预测的猛兽驯服。

文 | 毛土明 HD结构设计研究所

责编：王铭俊

来源：湖南设计