劉春英

摘要根據(jù)收集到的國內(nèi)外有關臺灣九·二一大地震的建筑破壞實例，從設計、施工等方面分析探討了建筑物震害的原因及經(jīng)驗教訓，以期引起相關部門的重視和警惕。

關鍵詞地震；建筑物；倒塌；經(jīng)驗教訓；臺灣省

中圖分類號S731.2；DF468文獻標識碼A文章編號 1007-5739（2009）06-0293-01

1地震基本概況

1999年9月21日凌晨1時47分，在我國臺灣省中部南投縣集集鎮(zhèn)，發(fā)生了里氏7.3級強烈地震，地震地面最大加速度高達9.84m/s2，而該地區(qū)抗震設計采用的地震地面最大加速度為2.30m/s2。地震持續(xù)的時間長達40s，而且地震是上下、水平同時發(fā)生。地面垂直錯位最大有10m。該次大地震造成嚴重人員傷亡和財產(chǎn)損失，死亡2 246人，受傷8 735人，毀壞房屋17 484棟，其中包括619棟學校及許多公共建筑，直接經(jīng)濟損失超過1 000億新臺幣。大量的建筑如骨牌一般應聲倒塌，充分暴露了臺灣建筑行業(yè)在技術標準規(guī)范、設計、施工、使用和管理等各方面的問題。

2建筑物震害基本特征

據(jù)統(tǒng)計資料顯示，臺灣省5個縣的16個市、鎮(zhèn)、鄉(xiāng)共倒塌房屋17 484棟，其中嚴重毀壞的有9 909棟，半倒塌的有7 575棟，其中很多是當?shù)胤Q為“三合院”、“土角厝”，以黃泥、石灰加稻草屑制成的土坯砌墻、木屋架上鋪小青瓦的民房，在地震時幾乎全部倒塌；在城鎮(zhèn)也有大量的多、高層鋼筋混凝土建筑倒塌破壞，其中不乏高級住宅、銀行、寫字樓和豪華酒店，還有學校、車站等公共建筑，與1995年日本阪神地震和1996年云南麗江地震相比，該次地震中，多、高層鋼筋混凝土結構破壞較多。

由大量倒塌的多、高層建筑破壞實例可以看出，倒塌的多、高層建筑幾乎全是被當?shù)胤Q為“軟腳蝦”、“騎樓”的建筑。所謂“軟腳蝦”是指住戶及建筑商為制造空間，而把1樓挑高、掏空，作為車庫及商業(yè)用房，形成建筑中的“薄弱層”；所謂“騎樓”是指沿主要大街的房屋，1層收進，2層以上伸出，作為防雨遮陽的人行通道。

3震害原因分析和經(jīng)驗教訓

3.1地震預報和地震區(qū)劃不準確

多年來，地震學家一直認為臺灣東部為地震高危險區(qū)，建筑物的抗震設防標準高于中部1~2級。該次地震發(fā)生在臺灣中部，震中震度高出設防標準2級以上，即地震力比設計中地震力高出4倍以上，實際儀器記錄也證明了這一點。

3.2抗震規(guī)范缺乏

臺灣現(xiàn)行的“建筑物耐震設計規(guī)范”是1998年制定的，而在此之前一直采用1982年制定的“建筑物耐震設計規(guī)范”。這本規(guī)范基本上照搬美國的“統(tǒng)一建筑規(guī)范”UBC版本，臺灣工程界認為此規(guī)范對抗震概念設計相當薄弱，構造措施也很粗糙；而對于現(xiàn)有建筑結構的抗震鑒定、評估和加固則無標準規(guī)范可循。

3.3設計問題較多

根據(jù)有關資料，以下幾種典型設計失誤造成了建筑震害損失慘重。

3.3.1建筑平面布置不規(guī)則。當?shù)貍鹘y(tǒng)的帶有“騎樓”的“透天厝”樓房，在騎樓前部僅由柱子支撐，正門為作店面大開洞加玻璃櫥窗。地震時柱子折斷，騎樓倒塌帶動主體結構前傾，層層跌落。九·二一地震中臺灣許多沿街建筑就屬此類破壞。此種建筑形式在大陸閩南、潮汕地區(qū)也很常見。另一種是底層作車庫、商場，也就是正門大開洞，三面有墻，建筑平面剛度不均勻。地震時底層倒塌，帶動上部結構層層跨落成“千層餅”破壞形狀。如彰化縣員村鎮(zhèn)富貴名門大樓為16層鋼筋混凝土結構，平面為碟形，下部為車庫，屬不對稱平面布置，地震時扭轉(zhuǎn)效應嚴重，導致5層以下塌平，5層以上各層重疊成階梯形塌落。

3.3.2建筑立面布置不規(guī)則，豎向剛度突變。建筑沿豎向或因?qū)痈咄蝗蛔兓ㄋ^“挑高”），或在某層抽掉柱子形成空曠（所謂“挑空”），或為追求大開間無梁無柱等均導致結構豎向不規(guī)則，剛度和強度突變。此類建筑在九·二一地震中破壞最為嚴重，而且破壞多集中在這些薄弱部位。比較典型的有南投縣汽車站3層建筑，其底層候車大廳空曠少墻，2、3層為辦公用房，橫墻較多，地震時底層塌平；臺北市“東星大樓”12層，地下有大型停車場，地上1、2層為銀行寫字樓，抽柱削梁墻也少，3層以上為住宅，剛度很大，地震時底部倒塌帶動上部各層一起倒塌，9樓變1樓。震害實例分析證明，合理的建筑布置在抗震設計中頭等重要，應提倡平、立面簡單對稱。因為震害表明，簡單、對稱的建筑在地震時較不易破壞。而且道理也很清楚，簡單、對稱的結構容易估計其地震時的反應，也容易采取抗震構造措施和進行細部處理?！耙?guī)則”包含了對建筑的平、立面外形尺寸，抗側(cè)力構件布置、質(zhì)量分布，直至承載力分布等諸多因素的綜合要求?！耙?guī)則”的具體界限隨結構類型的不同而異，需要建筑師與結構工程師互相配合，才能設計出抗震性能良好的建筑。

3.3.3抗震措施和抗震構造措施不當。在抗震設計中，“抗震措施”和“抗震構造措施”是2個不同概念。“抗震措施”是指除地震作用計算以外的抗震設計內(nèi)容，包括建筑總體布置、結構選型、地基抗液化措施等，主要是考慮概念設計要求對地震作用效應的調(diào)整，以及各種結構措施；“抗震構造措施”是指根據(jù)抗震概念設計的原則，一般不需做計算而對結構和非結構各部分所采取的細部構造?？拐饦嬙齑胧┮笫亲鳛榭拐痱炈愕囊环N補充和保證。這就足以證明抗震措施和抗震構造措施的重要性，但構造措施往往容易被人們忽視。通過對臺灣大地震遭到嚴重破壞但未倒塌的建筑物結構分析表明：某些結構設計時梁柱節(jié)點配筋不足、窗間墻過短、短柱、承重墻體高寬比過大、柔性底層建筑、抗震墻不連續(xù)、不規(guī)則開洞、懸挑構件過長等，在地震時破壞集中在這些薄弱部位。

3.3.4個別結構設計過于大膽，設計缺乏抗震概念設計。從九·二一地震破壞情況分析來看，有的建筑結構系統(tǒng)規(guī)劃不周全，結構設計過于大膽，再加上施工質(zhì)量有問題，剪力墻面積太少，中庭挑高影響結構安全。如中山國賓大樓為中庭挑高建筑，1樓作為公共空間，故墻壁很少，整個大樓外墻未設剪力墻，且開窗很多，形成建筑抗震上的所謂“柔軟”底層而倒塌。

3.3.5建筑規(guī)劃和選址不當。城市中樓房間距太小，過分密集，導致一棟樓房倒塌禍及其他樓房。如臺中縣豐原市11層“向陽永照”大樓倒塌后，壓倒臨近建筑。房屋建造在軟弱地基或可液化場地或臨近地震斷層處，地震對場地液化導致地基失效，房屋傾斜。如南投縣中興新村1座鐘樓和11層的“金陵世家”住宅樓，由于場地液化造成建筑嚴重傾斜。

4施工質(zhì)量問題

臺灣九·二一地震時倒塌和破壞的建筑物暴露出許多嚴重的施工質(zhì)量問題。據(jù)臺灣媒體報道，施工不確定（不按設計要求施工）、設計與實際施工不同、偷工減料、未按抗震設計要求施工等也是倒塌的重要原因。如部分樓房柱子過細，配筋不足，箍筋間距過大，彎鉤、搭接長度、錨固長度、縱筋在同一截面搭接等均不符合抗震設計要求。

5結語

大陸和臺灣在建筑形式和建筑構造技術上有許多共同之處，而且均位于地震多發(fā)地帶，臺灣九·二一大地震中暴露出的設計、施工等方面問題，在大陸也同樣存在，希望借此引起國內(nèi)勘察、設計、施工等部門和單位的重視及警惕。