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人命關天:魯甸民居的不能承受之重

  • 發佈時間:2014-08-08 11:30:35  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  據報道,截至7日19時,雲南魯甸地震共造成615人死亡。中國地震臺網中心主任潘懷文在接受媒體訪談時指出,農村建築物抗震性能差是造成這次災害損失較重的直接原因。

  我國是世界上遭受地震災害最嚴重的國家之一,且地震活動的主要區域尤其是西部包括了大片農村,這些地方“經濟條件較差,歷史欠賬多,建築物抗震性能普遍較差”。那麼,如何才能幫助這些村居民舍“強筋健骨”,讓災難來時多些“樓堅強”?

  村屋何以難抗震

  從汶川地震到雅安地震,從岷縣地震到剛剛發生的魯甸地震, 統計表明在我國發生的地震中,大多數地震發生在農村地區。震災所到之處,鄉村到處都是斷壁殘垣,房屋損毀嚴重,大量人員傷亡。

  “農村住宅抗震構造措施不足,在地震作用下極易造成‘小震大破壞’。” 中國土木工程學會理事、中國工程建設標準化協會建築振動委員會委員、湖南大學土木工程學院博士生導師尚守平教授説,“由於農村住宅大多由農民自己動手建設,缺少技術指導和整體規劃,農房抗震方面存在的問題就更加突出,缺失基本的抗震構造措施。”

  “我國農村房屋大約90%採用的是砌體結構。”尚守平介紹,“這種結構體系相對比較成熟,農民掌握的較好,在農村地區特別容易推廣。但是這種結構體系在農村應用中存在很多問題。”

  多年來,為了研究農村建築抗震性能,尚守平帶領科研團隊開展了大量調研和實驗,他的團隊成員、湖南大學土木工程學院副教授杜運興就曾親眼目睹農村住宅建設中許多令人憂慮的景象。

  首先是材料強度存在問題。杜運興説:“在我國很多農村地區,尤其是貧困、邊遠的農村地區,農民建房所用的磚大多情況下是自産自用——搭一個磚窯自己燒,材料品質參差不齊,在結構方面缺少相應的技術。在自然災害面前往往非常脆弱。”

  其次是農村房屋施工品質較差。“這家要蓋房子了,叫幾個幹過泥瓦匠的當主力,左鄰右舍相互幫個忙,這就蓋了。基本上沒有誰受過專業訓練,更沒有什麼設計、驗收,不像城裏建房子有一套規範的程式,這樣做出來的房子很容易出現問題。”杜運興説。

  “砌體結構本身抗震性能較差,實心眠墻會稍微好一點,抗震強度會高一些,但是很多農民會基於成本考慮進一步減少砌塊的用量。”杜運興舉例,“比如,很多地方的農村建房砌的是‘空鬥墻’,墻中間是空心的;還有的叫‘金包銀’,就是兩層磚中間填土。還有些地方,農民相對富裕點以後,也沒把錢花在提升房子的抗震性上,而是花很多錢裝修,房子外面看起來很漂亮,但裏面的結構和品質一點也沒變,這樣建的房子在地震中就很容易倒塌。”

  不“硬抗”,不增成本,幫村屋“健身”

  對於土木工程科研而言,抗震一直是結構工程領域的重要課題。尤其是在近年災害頻發的背景下,提升建築的抗震性日益成為人們所關注的問題。但是,恰恰是問題最嚴重的農村,尤其是貧困地區卻往往被“忽略”。

  通常認為,造成這一切的是經濟條件限制,但在尚守平看來,“更多的原因是觀念”。

  目前,我國和世界各國普遍採用的傳統抗震方法是“延性結構體系”,通過適當控制結構物的剛度,使結構部件(如梁、柱、墻、節點等)在地震時進入非彈性狀態,並且具有較大的延性,減輕地震反應,使結構物“裂而不倒”。

  “我們把這種方法叫做‘硬抗’,通過加大構件截面尺寸和配筋,提高結構剛度等方法來加強結構的抗震能力。但結構的用料越多,結構的剛度和品質也隨之增大,地震作用就越大,於是形成一種惡性迴圈。”尚守平説,“當地震強度達到一定程度時,這種方法既不經濟,也達不到預期的效果。尤其對於農民而言,這種成本通常承受不起。由於,當前我們無法準確無誤地預測地震,所以,按這種方法設計的結構並不一定能達到使用者的要求。”

  “目前,常用的抗震優異的結構體系是鋼結構、鋼筋混凝土結構,但是這些結構體系的建造成本相對較高,我們目前普通農民的收入是很難承受這樣的成本。這樣幹不符合我們的國情。”尚守平説。

  要提升抗震性能,既降低災難的破壞性;又要嚴格控製成本,讓農民能用得起——經過多年研究,尚守平終於“在二者之間找到了平衡”。

  他們在以往研究的基礎上,針對農村民居對隔震技術的經濟性、適用性要求和農村民居的建築、施工特點,提出了一種新型的基礎隔震技術——鋼筋瀝青隔震層。

  試驗結果表明,鋼筋瀝青隔震層能有效地對地震動濾波起隔震的作用,試驗中結構的加速度折減系數達到50%,隔震效果非常明顯,而它們基本上不增加傳統砌體結構的建造成本。記者在他們的實驗室看到,同在實驗的震動臺上,隔震層以下,安放的礦泉水瓶被震的東倒西歪,而隔震體上,礦泉水卻巋然不倒。

  憑藉對農村砌體結構房屋的抗震加固技術,尚守平團隊在2012年摘得湖南省科技進步一等獎。此刻,災難尚未遠去,他們都期待著鋼筋瀝青隔震層技術能在更大的範圍內造福廣大農民。(科技日報長沙8月7日電)

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