智利建筑為何抗震?

房屋抗震創(chuàng)奇跡

2010年2月27日，當(dāng)?shù)貢r(shí)間凌晨3時(shí)34分，南美洲智利中部發(fā)生了里氏8.8級地震。震源深度為55千米，震中距智利第二大城市康賽普西翁100千米，離智利首都圣地亞哥320千米。據(jù)測定，地震造成康賽普西翁向西平移了3.04米，使康塞普西翁沿岸的圣瑪麗亞島抬高了兩米。另外，地震導(dǎo)致綿延數(shù)百千米的巖塊位移數(shù)米，引起地球的質(zhì)量分布發(fā)生變異，地球自轉(zhuǎn)軸線因此偏移了2.7毫弧秒，使得地球自轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間變短，一天的時(shí)間縮短1.26微秒，也就是百萬分之1.26秒。

此次強(qiáng)震的震中是在智利附近海域的海底，地震沿著一個(gè)斷層發(fā)生，而1960年智利發(fā)生的里氏9.5級特大地震也是沿著這個(gè)斷裂帶發(fā)生的。兩次強(qiáng)震給這一斷裂帶施加的壓力已導(dǎo)致這里海底約35千米深處的斷裂帶發(fā)生破裂，裂縫的長度達(dá)600多千米。此外，在這個(gè)斷裂帶上，位于赤道以南東太平洋下的納斯卡板塊也已在南美洲板塊下滑動(dòng)。眼下，這兩個(gè)板塊正以每年約9厘米的速度會(huì)合。

令人驚訝的是，在特大地震后，智利首都圣地亞哥市的建筑雖然有不少出現(xiàn)裂縫，但受到嚴(yán)重?fù)p壞的只有幾十棟。由于99％的房屋沒有坍塌，當(dāng)?shù)?00萬居民傷亡不大。智利之所以能在強(qiáng)震襲擊時(shí)，人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失較小，一個(gè)重要的原因在于他們的建筑抗震標(biāo)準(zhǔn)高，經(jīng)得住地震災(zāi)害。

大震和強(qiáng)震也是可防可控的，關(guān)鍵是建筑物要有足夠的抗震性能。保證建筑抗震性能一是要有合理的抗震設(shè)計(jì)，二是有嚴(yán)格按規(guī)范施工的可靠質(zhì)量保證。如果能堅(jiān)持這樣做，即使建筑物遇強(qiáng)震遭到破壞，也不至于造成人員傷亡。一位智利地震專家指出，“地震并不可怕，可怕的是劣質(zhì)建筑泛濫成災(zāi)，致人于死地。”

“強(qiáng)柱弱梁”保樓房

智利地處環(huán)太平洋火山地震帶，是世界上發(fā)生地震最頻繁、最強(qiáng)烈的國家。目前，全球有記載的超級地震大多發(fā)生在智利，世界全部地震能量的1／4在這個(gè)國家釋放。由于處在多地震，多火山的獨(dú)特自然環(huán)境中，智利全國上下對于防備地震襲擊的準(zhǔn)備工作做得比較好，居民的防震逃生意識(shí)和知識(shí)也比較強(qiáng)。

在與地震長期打交道的實(shí)踐中，人們深知，抵抗地震的破壞力是不可能的，只有讓建筑物盡可能地將地震發(fā)出的能量加以緩沖和釋放，才有可能最大限度地把建筑物保存下來。

“強(qiáng)柱弱梁”是智利建筑抗震設(shè)計(jì)的一大亮點(diǎn)。它的設(shè)計(jì)根據(jù)是：在大地震來臨時(shí)，一方面通過房梁的斷裂使地震能量得到緩和；另一方面確保房柱不折斷，以盡量保住樓房整體不倒塌，使人員傷亡減少到最低程度。

康塞普西翁是這次大地震的重災(zāi)區(qū)，但不少建筑物只是出現(xiàn)了30度不等的傾斜，沒有整棟樓坍塌。其中的奧秘是房柱沒有斷裂，仍然在起著支撐的作用。對于框架結(jié)構(gòu)的高層建筑來說，只要房柱完好無損地豎立著，整棟樓就不至于倒塌下來，最多是傾斜而己。作為房屋的“主心骨”，房柱在設(shè)計(jì)和建造時(shí)，加入了許多鋼筋等加固材料。

“以柔克剛”有奇效

在智利，為提高抗震性能而另辟蹊徑設(shè)計(jì)的建筑物隨處可見。圣地亞哥機(jī)場候機(jī)樓連接高速公路的一座橋梁，就是一個(gè)很有代表性的例子。在這次大地震中，橋的一端完全塌陷，一時(shí)眾說紛紜，懷疑是建筑質(zhì)量有問題。然而在回應(yīng)公眾的質(zhì)疑時(shí)，設(shè)計(jì)師做出的答復(fù)令人頗感意外。他們解釋道：“是故意這樣設(shè)計(jì)的!”原來，如果橋的兩端都加以固定的話，那么突然而至的強(qiáng)震帶來的巨大沖力，勢必把與橋緊緊相連的候機(jī)樓和高速公路同時(shí)拉倒。現(xiàn)在的設(shè)計(jì)把橋的一端固定，沒有固定的另一端雖然在大地震來臨時(shí)因?yàn)槭軓?qiáng)力沖擊塌了下來，卻使候機(jī)樓和高速公路躲過一劫，安然無恙。

考慮到防震的需要，混凝土樓板的設(shè)計(jì)也與眾不同。樓板中間使用了橡膠或泡沫等材料，將其隔成兩塊。這樣在地震發(fā)生時(shí)有助于緩沖巨大的沖力，以免混凝土樓板在扭曲時(shí)斷裂。

在智利，很少見到高層建筑。像康塞普西翁和塔瓦羅一類的中小城市，房屋大多是一至兩層。即使在首都圣地亞哥，市中心的高樓大廈也屈指可數(shù)。進(jìn)入老城區(qū)，映入眼簾的絕大多數(shù)是低層建筑。因?yàn)闃菍拥停课堇喂蹋钥拐鹣禂?shù)也就更高。

層層把關(guān)抓質(zhì)量

自從1985年圣地亞哥市發(fā)生8級特大地震之后，智利政府對房屋、橋梁和公路等的建設(shè)高度重視，要求建筑行業(yè)按照抗擊9級地震的標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)建造。根據(jù)智利的法律，所有新房屋的建造都必須按照嚴(yán)格的建筑程序和監(jiān)督流程進(jìn)行，強(qiáng)調(diào)建筑物在動(dòng)工開建之前，無一例外地必須由專業(yè)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。因?yàn)閷Ψ课莘勒鸬囊髽O高，所以智利人在建筑的每一個(gè)環(huán)節(jié)上都按部就班，不敢有絲毫的懈怠。

建筑物開工之前，必不可少的一項(xiàng)工作就是在地基及其周邊的地上分別挖幾個(gè)深度為1米的坑。此舉有何作用呢?原來是便于結(jié)構(gòu)工程師和力學(xué)計(jì)算師查看和研究施工現(xiàn)場的土質(zhì)，了解其構(gòu)成。他們在掌握了第一手資料之后，才能準(zhǔn)確地確定新房地基開挖多深為宜。

在挑選建筑材料時(shí)，所用的水泥必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，低碳鋼的型號(hào)和鋼板的厚度都要符合設(shè)計(jì)要求，不得短斤少兩，以次充好。澆鑄地基至關(guān)重要，是檢查和監(jiān)督的重點(diǎn)，一點(diǎn)也馬虎不得。建筑方先查看鋼筋的粗細(xì)和分布的密度，然后澆灌出樣品，送監(jiān)管部門檢測。在確定強(qiáng)度等各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到了設(shè)計(jì)規(guī)定后，方可大面積澆鑄混凝土。

在房屋即將完工時(shí)，設(shè)計(jì)人員會(huì)帶著圖紙來到工地，逐項(xiàng)檢查，無一遺漏。連樓頂金屬架構(gòu)的焊接也不放過，要仔細(xì)檢查是不是牢固。一旦發(fā)現(xiàn)不合格，必須返工。(文章代碼：101206)

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