关于学校医院提高抗震设防要求的问题探讨

2019-03-19童志怡

城市与减灾 2019年1期

童志怡

引言

学校、医院是人员密集和财产高度集中的场所，并且这些场所的人员相对特殊，地震避险逃生能力较弱，一旦遭遇地震灾害，其人员伤亡和财产损失将比其他场所更加严重，加之地震时需发挥人员安置、伤员救治等防灾救灾功能（图1、图2）。因此《中华人民共和国防震减灾法》（以下简称《防震减灾法》）第三十五条第三款规定：对学校、医院等人员密集场所的建设工程，应当按照高于当地房屋建筑的抗震设防要求进行设计和施工，采取有效措施，增强抗震设防能力。

但是《防震减灾法》仅做了“高于当地房屋建筑”的原则性规定，如何具体落实“高于”的要求，相关条文解释并不统一，《防震减灾法释义》（法律出版社2009年版）的解读是“此类建设工程的抗震设防要求在区划图基础上提高一档取值是恰当的”，而《防震减灾法解读》（中国法制出版社2009年版）则罗列了两种“高于当地房屋建筑”的具体规定，没有明确如何操作。本文通过对不同规定进行比较分析，试图提出妥善合理的意见建议，并讨论近年来出现的改建学校医院的抗震设防问题。

两种规定的异同

目前就确定学校、医院等人员密集场所的抗震设防要求，主要有两种规定：一是中国地震局于2009年4月22日印发的《中国地震局关于学校、医院等人员密集场所建设工程抗震设防要求确定原则的通知》（中震防发〔2009〕49号）；二是国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》（GB 50223—2008）。

两种规定中学校医院等人员密集场所的具体工程范围比较接近。中震防发〔2009〕49号文件中学校医院的范围是“学校主要建筑包括幼儿园、小学、中学的教学用房以及学生宿舍和食堂，医院主要建筑包括门诊、医技、住院等用房”；GB 50223中的范围是“幼儿园、小学、中学（包括普通中小学和有未成年人的各类初级、中级学校）的教学用房（包括教室、实验室、图书室、微机室、语音室、体育馆、礼堂）以及学生宿舍和食堂”和“二、三级医院的门诊、医技、住院用房，具有外科手术室或急诊科的乡镇卫生院的医疗用房，县级及以上急救中心的指挥、通信、运输系统的重要建筑，县级及以上的独立采供血机构的建筑”。两种规定的学校医院范围基本一致，但GB 50223的规定更加具体详细。

两种规定虽然都遵循了“高于当地房屋建筑”的要求，但是在提高抗震设防要求的具体措施上存在差异。中震防发〔2009〕49号文件的要求是“以国家标准《中国地震动参数区划图》为基础，适当提高地震动峰值加速度取值，特征周期分区值不作调整，作为此类建设工程的抗震设防要求”，即地震动峰值加速度在《中国地震动参数区划图》的基础上提高一档作为地震作用，但对抗震措施是否需要提高并未提及，本文分析中震防发〔2009〕49号文件时按只提高地震作用考虑；GB 50223是将此类建筑规定为重点设防类，即按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施（Ⅸ度时则按比Ⅸ度更高的要求采取抗震措施），但其地震作用不提高，仍按本地区抗震设防烈度确定。中震防发〔2009〕49号文件的重点是提高一档确定地震作用，而GB 50223的重点则是抗震措施提高一度，而地震作用不提高。

图1 地震中损毁的教学楼

提高抗震设防要求的做法

（一）国外做法

与GB 50223相似，欧美等发达国家和地区都有按照重要性和功能需要对建筑工程进行抗震设防分类的做法，并根据抗震设防分类结果有针对性地调整抗震设计参数。

图2 采用隔震技术的芦山县人民医院成为震后伤员救治中心

美国抗震规范IBC2009按照重要性将建筑工程分为4类，Ⅰ类至Ⅳ类工程的重要性依次增加，其中学校和医院分属Ⅲ类和Ⅳ类。IBC2009提高抗震设防要求的做法是设置重要性系数I，将调整前地震作用效应（如剪力）与I相乘，其乘积用以抗震设计验算，Ⅲ类和Ⅳ类工程的重要性系数分别是1.25和1.5。IBC2009的做法实际是通过调整地震作用效应，间接提高地震作用。

欧洲规范EC8与美国规范类似，也将建筑工程分为4类，Ⅰ类至Ⅳ类工程的重要性依次增加，其中学校和医院分属Ⅲ类和Ⅳ类。EC8提高抗震设防要求的做法是设置重要性系数RI，取地震动区划中的地震作用（重现期475年，相当于《中国地震动参数区划图》给出的基本地震动参数）与RI的乘积作为设计地震作用，Ⅰ类至Ⅳ类工程的RI值分别是0.8、1.0、1.2和1.4。与IBC2009相比，EC8对学校医院是直接提高地震作用。

可见，提高地震作用（无论是直接或间接）是欧美地区提高学校医院抗震设防要求的常用做法。

（二）国内做法

如前所述，目前，国内对提高学校医院等人员密集场所的抗震设防要求有提高地震作用和抗震措施两种做法。实际上，GB 50223已经注意到了提高地震作用和提高抗震措施的异同取舍问题，条文说明2.0.2—2.0.3认为提高地震作用和提高抗震措施虽然效果不同，但都能满足抗震安全要求，原文是“需注意，只提高地震作用或只提高抗震措施，二者的效果有所不同，但均可认为满足提高抗震安全性的要求；当既提高地震作用又提高抗震措施时，则结构抗震安全性可有较大程度的提高。”条文说明3.0.3又分析了重点设防类仅提高抗震措施的原因，原文是“需要说明，本标准规定重点设防类提高抗震措施而不提高地震作用，同一些国家的规范只提高地震作用（10%～30%）而不提高抗震措施，在设防概念上有所不同：提高抗震措施，着眼于把财力、物力用在增加结构薄弱部位的抗震能力上，是经济而有效的方法；只提高地震作用，则结构的各构件均全面增加材料，投资增加的效果不如前者。”可见，GB 50223要求提高抗震措施是基于我国经济社会发展状况而提出的经济有效的方法，其基本思路是寻找结构薄弱部位、强化薄弱部位设防（图3）。

中震防发〔2009〕49号文件规定：基本地震动峰值加速度为0.05g、0.10g、0.15g、0.20g和0.30g提高后的结果分别是0.10g、0.15g、0.20g、0.30g和0.40g，对应的放大系数分别是2.0、1.5、1.3、1.5和1.3，除2.0以外的放大系数与欧美规范的放大系数比较接近。中震防发〔2009〕49号文件关于提高地震作用的规定是参考了欧美通行的做法，和GB 50223的基本思路、制定背景和参考因素有所不同。

（三）相关建议

考虑到我国抗震设防的实际情况，一是经济发展的不平衡，我国人均经济仍处于发展中国家水平，工程设计时在确保安全的前提下依然要追求经济效益，提高抗震措施是相对经济可行的做法；二是结构工程设计的习惯传统，我国现行的《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）与GB 50223一样，采用提高抗震措施的方法提高重点设防类工程的抗震设防要求，目前结构工程界已习惯于抗震设防分类以及相应的抗震措施和地震作用调整，而且结构工程界认为目前地震作用的取值和验算精度都存在一定的不确定性，而强化重点工程和结构薄弱部位的抗震措施是相对直接有效的做法。

图3 舟山市校舍安全工程校舍梁柱加固

虽然对学校医院等人员密集场所提高地震作用进行抗震设防是国际通用做法之一，但考虑经济水平和习惯传统的现实因素，目前可行的做法是：采用GB 50223的规定，将学校医院等人员密集场所划为重点设防类，提高其抗震措施后按照《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）进行抗震设计。

但是随着我国经济水平的不断提高，和与国际抗震设计的逐步接轨，以及抗震设计方法和计算精度的改进，通过提高地震作用来提高重点设防类工程的抗震设防要求的做法，是抗震设计的大趋势。因此需要通过修订GB 50223和GB 50011等相关抗震技术标准，使之与相关法律法规和政策衔接配套，工程设计人员也需要逐步转变传统做法，科学认识抗震措施和地震作用验算的作用。

改建学校医院的抗震设防要求

随着经济社会的高速发展，学校医院等场所的需求愈加迫切，将已有建筑改建为学校医院的情况越来越多，随之而来的改建学校医院的抗震设防问题和地震安全隐患也逐步显现。《防震减灾法》第三十五条规定“新建、扩建、改建建设工程，应当达到抗震设防要求”，也就是说改建的建设工程应当按照最新的抗震设防要求进行改建。

对改建学校而言，主要存在两种情况：一是现有学校的教学用房难以满足教学需要，将原有非教学用房改建后作为教学用房；二是日益出现的课外辅导、兴趣班等培训机构，其办学场地多为写字楼（图4），但学生密度已和普通中小学相近，可以归为人员密集场所。如某小学因教学需要，将附近一普通写字楼改建为教学用房，该写字楼建于2005年，抗震设防烈度为Ⅵ度（0.05g），抗震措施为Ⅵ度。2017年进行改建，按照《中国地震动参数区划图》（GB 18306—2015）要求，当地抗震设防烈度已经调整为Ⅶ度（0.10g），如果再按照学校重点设防类的要求，则改建后该房屋的抗震设防要求为Ⅶ度地震作用和Ⅷ度抗震措施，与原抗震设防要求相比，地震作用提高了一度，抗震措施提高了两度，就技术难度和经济成本而言，改建后的抗震设防要求显然难以完全满足法律和规范要求。改建学校在地震来临时存在较大的安全隐患，但其抗震设防尚无明确的管理规定，希望监管部门尽快制定政策，确保改建学校的地震安全。