對汶川地震災區(qū)學校建筑抗震的分析和反思

王秋分　任光柱

摘要:“5.12”汶川里氏8.0級地震造成了大量建筑物倒塌和不同程度的破壞,其中損壞最嚴重、人員傷亡最大的部門是中小學學校建筑。文章結(jié)合大家搜集的抗震救災的相關(guān)資料,對汶川地震中重災區(qū)學校建筑進行相應分析和反思,最后對學校建筑今后的防震減災及學校建筑設(shè)計提出思考意見和合理建議。

關(guān)鍵詞:汶川地震;學校建筑;震害分析

中圖分類號:TU913+.31文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2009)10-0119-01

我國地處環(huán)太平洋地震帶和歐亞地震帶中間,是一個多地震國家,汶川8.0大地震再次證明了我國抗震任務的艱巨性,強烈的地震會導致基礎(chǔ)設(shè)施及建筑物的破壞和倒塌,同時還會引起山崩、滑坡、地基液化、地裂縫、噴砂、冒水等現(xiàn)象,造成大量的人員傷亡和經(jīng)濟損失。教學樓區(qū)一般人口密度高,流動量大而且頻繁,由于各種復雜的因素,由地震災害以及地震引起的次生災害的可能性和危害性要比其他類型建筑大的多,此次5.12特大地震中,四川省近7000座學校建筑倒塌,大量校舍坍塌導致學生傷亡達數(shù)萬人,地震引起的學校建筑倒塌和人員傷亡嚴重,引起社會各界的廣泛關(guān)注,如何避免中小學建筑的倒塌及其將地震傷亡減至最低程度,成為土木工程界迫在眉睫的一項任務。

1中小學建筑現(xiàn)狀及存在的問題

1.1中小學建筑現(xiàn)狀

由于資金有限以及考慮到使用功能,大多數(shù)中小學教學樓都采用砌體結(jié)構(gòu),多道縱墻,然后外加一外挑走廊的典型教學樓模式。這種形式教學樓的橫墻間距約為7～10 m,縱墻間距為5～7 m,層數(shù)多為3～4層。再加上很多教學樓的施工為了縮短工期,不規(guī)范的加大建設(shè)速度,更有一些不法分子經(jīng)不住金錢的誘惑,在建造過程中偷工減料,致使教學樓成為了地震災害中最嚴重的建筑群。

1.2中小學建筑存在的問題

從結(jié)構(gòu)體系來說,產(chǎn)生震撼的原因主要在于多道橫墻和兩道縱墻,外加一外挑走廊的教學樓模式以及磚砌體本身存在著不足:

①此單邊懸挑單跨體存在著缺點:豎向荷載作用下,由于嚴重不對稱結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)水平側(cè)移,使屋蓋粱的彎矩和剪力向外挑廊側(cè)柱頭轉(zhuǎn)移,挑廊側(cè)柱軸力大。水平荷載作用下,柱軸線變形較大,因此側(cè)移也較大柱軸力較大。由于以上兩個特點,當強地震來臨時,在豎向、水平地震荷載作用下,結(jié)構(gòu)的延性來不及發(fā)揮,挑廊側(cè)柱軸力急劇增大,發(fā)生脆性壓潰破壞。②大多采用預置樓板,整體性差。所采用的預制樓板一般擱置在兩端的墻或梁上,地震是容易滑落造成重大危害,其抗震性能明顯比現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板要差。在村鎮(zhèn)中小學建筑中,由于資金以及技術(shù)等因素,沒有采用構(gòu)造柱、圈梁以及其他構(gòu)造措施提高其延性和抗倒塌能力,導致大地震結(jié)構(gòu)由于整體性不足發(fā)生傾斜倒塌。③絕大多數(shù)學校建筑采用砌體結(jié)構(gòu),磚砌體是一種脆性材料,其抗拉和抗剪強度都很低,在強烈地震作用下,砌體結(jié)構(gòu)易于發(fā)生脆性的剪切破壞,從而導致房屋的倒塌和破壞。

2震害分析

①工程的選址不當。由此次地震受災較嚴重的幾所學?？梢钥闯?許多地方在建設(shè)校園時沒有考慮地震安全評估,避開地震活動地帶和大的地質(zhì)斷裂帶。②結(jié)構(gòu)造型不合理。學校建筑作為特殊建筑具有內(nèi)部空間跨度大、荷載高,教學樓墻體高寬比不當,且長期處于動靜荷載的反復作用下;人員密集,疏散時間長等特點。這就要求校舍建筑必須滿足耐久度高柔性佳抗倒塌能力強的要求,而目前我國校舍所大量采用的磚混承重墻+預置樓板的結(jié)構(gòu)形式,這些隱患在平時單純豎向荷載作用下不明顯,一旦遇到地震、風暴等外界破壞力極易誘發(fā)瞬間整體垮塌。③對校舍建筑重視不夠,抗震設(shè)防過低。我國的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計原則是小震不壞,中震不修,大震不倒。在抗震設(shè)計規(guī)范中,將建筑劃分為甲乙丙丁四類,前兩類作為標志性建筑,或指揮性建筑,抗震設(shè)防要求較高,而中小學校舍多按普通建筑劃分為兩類建筑,只能滿足抗震設(shè)防烈度,一旦遇到類似此次汶川8.0的偶遇地震時,抗震性能明顯不足,在國外多是按照避難所標準修建。因此,我國的校舍抗震設(shè)防明顯過低。

3結(jié) 語

通過以上分析,在此提出學校建筑抗震建議:①加大學校基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入;②保證施工質(zhì)量;③加強對施工過程的監(jiān)督。從此次汶川大地震中可以看出,在建筑方面應加大人力資源的培訓,在施工過程中要通過各種措施籌集資金,加大對校舍建筑的投資力度,并做到“全程監(jiān)督,?？顚Ｓ谩?不要等到災害真的發(fā)生的時候才心痛,才去尋找問題。

參考文獻:

[1] 馬東輝,蘇經(jīng)宇,郭小東.城市學校建筑抗震防災安全綜合評價[J].安全,2006,(1).