金雨揚(yáng)

摘要：地震，一種地殼快速釋放能量而造成的地面震動(dòng)現(xiàn)象?；蛟S只是陸地板塊間的小小碰撞，卻總能引起極大的反應(yīng)。天災(zāi)無(wú)情，地震無(wú)可避免，給人類帶來的損失也是不可估量的。但人類并沒有放棄與地震的斗爭(zhēng)。近幾年科學(xué)家正在嘗試從建筑方面進(jìn)行改良，鋼結(jié)構(gòu)的建筑形式逐漸出現(xiàn)在人們的視線中。本文將從我國(guó)2008年四川汶川地震談起，通過分析地震中建筑的實(shí)際受災(zāi)情況，探討鋼結(jié)構(gòu)這一建筑形式的特點(diǎn)，簡(jiǎn)單論述鋼結(jié)構(gòu)對(duì)于民用建筑抗震方面的影響。

關(guān)鍵詞：地震;建筑;鋼結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)：TU391

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672 - 9129（2018）12 - 0150 - 01

1 汶川地震受災(zāi)情況

512汶川大地震是國(guó)人心中永遠(yuǎn)的傷痛，許多鮮活的生命一夜消失，建筑倒塌，財(cái)產(chǎn)毀損，各種損失不計(jì)其數(shù)。因本文主要討論地震對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)影響與預(yù)防，所以不會(huì)過多談及其他方面損失。

在這次地震中，損毀塌陷的房屋達(dá)到一千五百萬(wàn)間之多，其中更是不乏醫(yī)院和學(xué)校這些公共場(chǎng)所，建筑倒塌引起的大量人員傷亡引起了社會(huì)各界的重視。

首先是學(xué)校范圍，地震時(shí)期的學(xué)校建筑采用的是傳統(tǒng)磚木堆砌的方式建成，另有鋼筋混凝土的框架形式。地震發(fā)生時(shí)磚木堆砌結(jié)構(gòu)很快出現(xiàn)塌陷現(xiàn)象，又因?yàn)榈靥幍卣鹬貫?zāi)區(qū)，還不時(shí)發(fā)生磚木墜落的情況。鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)相較于磚木結(jié)構(gòu)稍好一些，但也有很多發(fā)生了嚴(yán)重?fù)p毀坍塌。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，此次地震中坍塌損毀的中小學(xué)校達(dá)到四十多所，另有校舍大規(guī)模坍塌，導(dǎo)致教師、學(xué)生大量傷亡。并且這些僅僅是來自震后不完全統(tǒng)計(jì)。

醫(yī)院是和學(xué)校一樣的人群大量聚集的場(chǎng)所。但是和學(xué)校一樣，醫(yī)院也多采用磚木堆砌的混合結(jié)構(gòu)建成。因此地震時(shí)期醫(yī)院坍塌、損毀的情況也時(shí)有發(fā)生。周邊幾乎所有的醫(yī)院都難逃厄運(yùn)，都江堰市中醫(yī)院、綿竹市第三醫(yī)院、青川縣人民醫(yī)院、青川縣中醫(yī)院、青川縣婦幼保健醫(yī)院、漢旺天池煤礦醫(yī)院等，有的甚至發(fā)生了嚴(yán)重塌陷。

震后回顧，許多學(xué)者和工程建造者都對(duì)學(xué)校和醫(yī)院建筑的抗震性能給予了極大的關(guān)注。最終依據(jù)國(guó)家出臺(tái)的法律規(guī)定把人數(shù)較多的學(xué)校、醫(yī)院劃人了乙類建筑的行列。乙類建筑，即地震時(shí)不能停止或能夠盡快運(yùn)行使用的建筑場(chǎng)所，這對(duì)建筑的抗震要求是極高的挑戰(zhàn)。細(xì)心了解，我們不難發(fā)現(xiàn)國(guó)外對(duì)于學(xué)校和醫(yī)院建筑的建造即是十分嚴(yán)格的，因?yàn)檫@些建筑在平時(shí)生活中負(fù)責(zé)的僅僅是日常工作，教育學(xué)生或是治病救人。然而一旦災(zāi)難來襲，學(xué)校的建筑可以為學(xué)生們提供最好的避難場(chǎng)所，保證國(guó)家這些未來的希望不會(huì)有生命威脅。學(xué)校建筑中常見的寬闊的教室和體育場(chǎng)館即是用作這個(gè)用途。而醫(yī)院的堅(jiān)固則是為了保證它正常的職能，救助傷員，救災(zāi)的有生力量很大一部分保存在這里。

2 鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能

建筑形式中的鋼結(jié)構(gòu)，突出特點(diǎn)是質(zhì)量輕、強(qiáng)度好、延展性和滯回性也相較于別的材料優(yōu)越許多，這些都是它成為抗震建筑結(jié)構(gòu)的首選原因。

首先從強(qiáng)度來說，鋼鐵材料的強(qiáng)度毋庸置疑，同等條件下鋼鐵材料可以比混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度高出8倍之多，但是質(zhì)量上卻不會(huì)增加負(fù)擔(dān)，它的密度僅僅是混凝土材料的3倍多。所以相同壓力條件下，鋼結(jié)構(gòu)更顯輕便，減少了施工難度。并且鋼結(jié)構(gòu)多采用空腹設(shè)計(jì)，而混凝土則是實(shí)腹截面，大大降低了自身對(duì)于截面的利用率。地震時(shí)如果能采用鋼結(jié)構(gòu)的建筑形式，可以減輕建筑四成到五成的質(zhì)量，降低建筑的自身壓力，減少損失。

歷史記錄上對(duì)于地震的受災(zāi)結(jié)果表明，同一地區(qū)相同氣候環(huán)境下，鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能確實(shí)優(yōu)于混凝土結(jié)構(gòu)建造的房屋。其中采用鋼結(jié)構(gòu)建造的房屋基本上得以保存，大規(guī)模毀損的情況較為少見，但是混凝土結(jié)構(gòu)的建筑則破壞嚴(yán)重，坍塌斷裂時(shí)有發(fā)生。而具體考察鋼結(jié)構(gòu)建筑的損壞程度，大多數(shù)集中在節(jié)點(diǎn)的連接部分，支撐的架子或柱子區(qū)域，也有的是整體結(jié)構(gòu)變形而引起倒塌，少數(shù)因?yàn)榻ㄔ炷甏眠h(yuǎn)有建筑構(gòu)件損壞的情況發(fā)生。雖然鋼結(jié)構(gòu)房屋相比于混凝土與磚木結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點(diǎn)，但是也有壓屈破壞的情況發(fā)生，造成壓屈損壞是因?yàn)榈卣鹬薪ㄖ惺艿膲毫h(yuǎn)超出了材料本身的承受能力，因此鋼結(jié)構(gòu)毀損的情況也時(shí)有發(fā)生。

3 民用鋼結(jié)構(gòu)建造原則

首先要確保鋼結(jié)構(gòu)的建設(shè)不能過于隨性，要遵循一定的規(guī)則。仔細(xì)觀察不難發(fā)現(xiàn)，大部分的建筑在設(shè)計(jì)建造時(shí)多選用對(duì)稱性的建造形式，這讓建筑的外形看起來十分具有美感，也能夠體現(xiàn)居住者的不凡品味。但是美觀只是建筑選取對(duì)稱方式的其中一個(gè)原因，另一方面，對(duì)稱的建筑能讓房屋各部分的受力更加均勻。尤其對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)來說，建筑本身質(zhì)量有限，地震發(fā)生時(shí)地殼的運(yùn)動(dòng)也會(huì)帶動(dòng)房屋一起晃動(dòng)，如果是不規(guī)則的建筑，很有可能會(huì)讓建筑毀于自身的受力不均，從中間分裂墻體，而不是像一般建筑一樣毀于材料整體結(jié)構(gòu)的坍塌。

其次要注意建造時(shí)的相關(guān)性與連續(xù)性。民用鋼結(jié)構(gòu)建造初期往往缺乏專業(yè)人員的指導(dǎo)，建成就是目的，質(zhì)量與最終的功能反而被忽視。民用建筑中往往會(huì)因?yàn)樽畛鯖]有經(jīng)過合理設(shè)計(jì)，而使得建筑的各部分相互分離，各成一體。這在磚石混凝土結(jié)構(gòu)中不會(huì)有太大影響，但是對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)來說分離意味著建筑整體的失效。地震中，連成一體的鋼結(jié)構(gòu)可以在建筑受到外力沖擊時(shí)快速把收到的力分散到建筑全身，從而減小力的影響。

綜合上所述，地震帶來的后果也是災(zāi)難性的。人力沒有辦法阻止地震的發(fā)生，但是可以通過改變自身來減少地震給人類造成的影響。比如對(duì)于公共場(chǎng)所和民用建筑采用鋼結(jié)構(gòu)建筑形式。但是建筑過程中的一些問題也需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修正，比如建筑物的對(duì)稱性和整體相關(guān)性等。積極推廣鋼結(jié)構(gòu)，也是防震的有效措施之一。

參考文獻(xiàn)：

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