汶川地震后关于建筑物安全的思考

秦竟熙

源起：

2008年5月12日，四川汶川一带发生了震惊世界的8级特大地震，举国哀悼之时，我们不得不思考，我们能做些什么?

7月中旬，结束了高一的学习，我立刻来到四川地震灾区做了一名普通的志愿者，为灾区人民尽一份绵薄之力。在这次8.0级大地震的重灾区绵竹市九龙乡，几乎所有的民房都被夷为平地，唯有一栋二层民房幸免于难，甚至连裂缝几乎都没有，房屋四周围墙部分倒塌。这引起了我极大的兴趣，为什么这栋房屋屹立不倒?为什么这栋房屋未遭破坏々为什么房屋周围的围墙部分定向倒塌?带着这些疑问，我对这栋房屋进行了详细考察。

基本情况：

房屋状况：该栋房屋大门朝向为东偏南约15度，房屋东西方向宽约7米，南北方向长约13米，主体结构高约6米。经向房屋主人了解后得知，房屋建成于2007年，采用钢筋混凝土框架结构，楼板是由钢筋混凝土现场浇注而成，墙体由红砖砌成，震后房屋照片如图1。

房屋围墙情况：房屋四周有围墙，围墙高约3米，围墙东西方向长18米，南北方向长16米。地震后，房屋南北侧围墙几乎全部坍塌，房屋东西侧围墙完好无损，破坏后的围墙照片如图2。

原因分析：

2008年7月底，在结束了志愿者的工作后，我带着收集的基本资料，回到了武汉。通过请教有关地震专家，查阅相关资料，渐渐理出了结论。

1、不同结构的房屋的抗震能力为何有差异?

没有倒塌的这栋房屋是一幢典型的框架结构建筑，它的框架是由钢筋混凝土浇筑而成的，钢筋混凝土结构具有较高的强度和延性。房屋顶部及框架自身的重量都由大梁枋传到立柱，再经过立柱传到地面，结构整体性好。

反观周围的倒塌房屋，所采用的是农村普遍的砖瓦结构，其建筑方式是简单的砖瓦堆砌，用少量的水泥砂浆黏合剂填充砖块闻的缝隙(有的甚至不使用)，砖瓦堆砌结构延性差、强度低。

就结构这一点来看，这栋没有垮塌的房子采用了更为安全且更为合理的框架结构，良好的整体性使得整栋房屋均匀受力，减小了地震所带来的破坏。从这方面看，这栋房子在结构上明显优于普通的砖瓦式房屋。

2、房屋方向及围墙倒塌分析

首先看此次地震断裂带与房屋所在地的相对位置关系。经查阅相关资料得知，此次汶川大地震位于龙门山断裂带，重灾区汶川、北川及青川都位于该断裂带上。该断裂带基本属于南北偏东走向，而房屋所在地绵竹市九龙乡位于此次地震震中映秀镇东面，直线距离约35千米。根据地震波理论，首先到达建筑物的是平行于地震波传播方向的P波(体波)，P波的周期较短、振幅较小，由于建筑物所在地距震中很近，P波使建筑物上下抖动，其破坏性通常较小。紧接而至的S波(面波)使建筑物产生水平摇摆，相当于对建筑物沿水平方向施加了一个来回反复的作用力。对于这栋房屋来讲，作用于它的S波产生的力是在南北方向的反复作用，所以可以推论，在该地区，建筑物由于S波造成的破坏应该是南北方向的破坏。

因为此次地震的S波的震动方向为南北方向，从图3互看出，该拣房屋的长边正好为南北走向，而该方向房屋刚度相对大，可以承受更大的S波产生的水平摇摆动力作用，所以这也是房屋安全无损的又一个原因(所谓刚度就是受外力作用的材料、构件或结构抵抗变形的能力)。

再看房屋围墙的情况，图3中位于北面的A段围墙向北面倒塌，位于南面的C段围墙几乎全部向南面倒塌，其余围墙完好无损。这是因为A与C段围墙基本为东西走向，受到了南北向的作用力，S波产生的水平摇摆动力作用正好作用于A、C墙刚度小的薄弱方向，致使A、C墙遭到破坏性打击。而B、D段围墙基本沿南北走向，受到的是基本平行于墙面的力，该方向围墙刚度相对大，可以承受更大的S波产生的水平摇摆动力作用，所以围墙完好无损。而E段围墙虽然沿东西向布置，但由于D段围墙及房屋的支撑，增加了其抵抗水平力的能力，所以未受破坏。

关于灾后重建：

1、从房屋的平面布局上看，由于汶川地震断裂带为南北偏东走向，汶川地震是挤压型地震，其错动方向是北面稍偏东，其产生的s波也就为南北偏东方向。因此在该地区灾后重建房屋时，房屋较长的方向应尽量布置在南北方向，即房屋南北方向刚度尽量大，以抵抗S波对房屋的破坏。

2、从房屋结构的整体性来看，要选择坚硬的房屋基础，并在每层间采用圈梁，转角及刚度变化处设构造立柱，楼板整体现浇。当然采用框架结构抗震性能更佳。

3、从围墙的破坏特点看，位于房屋东西侧建造的围墙按一般结构施工，而位于房屋南北侧建造的围墙则应采取加固措施，如围墙加厚或外设砌体柱等增强刚度的方法，这些均能有效提高围墙抗震能力。