地震中房子不倒的秘密

楊 檬

南美的智利2010年2月經(jīng)歷了8.8級(jí)超強(qiáng)地震,人員和建筑物的損失卻很小。為此,許多人來(lái)到這個(gè)處于全球最活躍地震帶上的國(guó)家,尋找該國(guó)建筑“堅(jiān)不可摧”的秘密。

“低矮結(jié)實(shí)的建筑是智利抗震的法寶”實(shí)則是一種猜想。人們發(fā)現(xiàn),智利首都圣地亞哥新城區(qū)街道兩旁高樓林立,頻繁的地震并沒(méi)有影響這個(gè)南美大都市的現(xiàn)代化建設(shè)。當(dāng)?shù)厝苏f(shuō),隨著智利建筑抗震技術(shù)的不斷提高,近年來(lái)首都地區(qū)并沒(méi)有因?yàn)榈卣鸲桃馍俳ǜ邩恰?/p>

智利是全世界建筑標(biāo)準(zhǔn)最嚴(yán)格的國(guó)家。智利建筑協(xié)會(huì)副總裁貝桑松介紹說(shuō),1940年,智利政府正式出臺(tái)建筑物的抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),每一次大地震后就會(huì)進(jìn)行重新修訂。從1985年到現(xiàn)在,智利共建起2000座9層以上的高樓,在2月的地震中只有33棟遭到結(jié)構(gòu)性破壞。

智利建筑的抗震理念不是讓房屋用鋼筋鐵骨去硬扛,而是盡可能緩沖、釋放地震威力,最大限度保全建筑。智利把地震分為三個(gè)等級(jí)。規(guī)定在低等級(jí)地震中,房屋不應(yīng)受到任何損壞;中等級(jí)地震,建筑結(jié)構(gòu)允許出現(xiàn)可修復(fù)的損壞;在高等級(jí)的破壞性地震中,結(jié)構(gòu)可以損壞,但建筑物不能倒,疏散通道必須暢通。總體來(lái)說(shuō),就是“震而不破,破而不倒”。

按照這樣的設(shè)計(jì)思路,該國(guó)建筑業(yè)廣泛采用一種被稱為“強(qiáng)梁弱柱”體系的抗震設(shè)計(jì)。根據(jù)這種設(shè)計(jì)的要求,建筑的主要支撐是鋼筋混凝土的立柱,柱子通過(guò)鋼制的框架加固。鋼筋混凝土的橫梁與立柱連接起來(lái)支撐地板和天花板。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí),橫梁末端的混凝土?xí)S著地震的沖擊而發(fā)生碎裂,大量釋放地震能量,使鋼筋混凝土柱子的鋼制框架得以保存,能夠直立不倒,從而保證整座建筑主體不會(huì)坍塌。

矗立在圣地亞哥的智利第一高樓Titanium塔同樣具備獨(dú)特的抗震性能。這棟地上52層、地下7層、高達(dá)192米的摩天大廈在2月的大震中完好無(wú)損。這是因?yàn)?由于圣地亞哥經(jīng)常遭地震侵襲,該建筑的地基用65根50米的鋼筋水泥樁固定,使其能承受9級(jí)地震。大廈的主體建在穩(wěn)定牢固的地基和框架之上,由加固的混凝土和鋼筋、花崗巖和鋁等材料構(gòu)成。此外,在大廈底部有21個(gè)鋼制減震器,每個(gè)高達(dá)10米。這些減震器其實(shí)就是呈對(duì)角線狀的能量消散器,能夠吸收震顫引發(fā)的30%的能量,并減少地震或強(qiáng)風(fēng)造成的扭曲變形和壓力。與那些沒(méi)有能量釋放器的建筑物相比,這座建筑在地震能量釋放后遭受的壓力減輕了50%。它的設(shè)計(jì)師說(shuō):“在智利建房子,你可以在一些雜費(fèi)上節(jié)約,但絕不能在結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和建筑質(zhì)量上省錢?！?/p>

智利建筑協(xié)會(huì)的建筑師布爾內(nèi)斯說(shuō),從抗震角度來(lái)講,水泥標(biāo)號(hào)、鋼筋強(qiáng)度等材料要求更高,但抗震建筑和非抗震建筑的成本就差3%到5%,基本影響不到開(kāi)發(fā)商的利潤(rùn)。智利之所以鮮有豆腐渣工程,關(guān)鍵還在于建筑過(guò)程中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格執(zhí)行和監(jiān)督管理。

智利人笑稱他們的防震意識(shí)是基因里遺傳的,從上學(xué)起,學(xué)校就每年定期舉辦防震演習(xí),幫助孩子們學(xué)習(xí)躲避、疏散和逃生的知識(shí)。在智利,無(wú)論是私企還是公共機(jī)構(gòu),每年至少要為所有員工舉行一次緊急情況疏散培訓(xùn)。游客曾在智利參觀一家大型肉雞養(yǎng)殖廠,進(jìn)門(mén)填寫(xiě)訪客登記表時(shí)發(fā)現(xiàn),表上明確告知可能出現(xiàn)的地震緊急情況,并標(biāo)出工廠逃生路線示意圖。