当无数孩子都被突如其来的灾难永远掩埋在了废墟之下时,在离北川县城15里路的邓家海元村山中的一所全国百强希望小学却在这次强度空前的地震中顽强存活了下来。网友们纷纷“向建这座楼的施工者致敬!”
截至5月21日12时,四川汶川8.0级地震已造成41353人遇难,274683人受伤。在这次汶川大地震中,有不少正在上课的孩子都被突如其来的灾难永远地掩埋在了废墟之下。然而,在离北川县城15里路的邓家海元村山中的一所全国百强希望小学却在这次强度空前的地震中顽强地存活了下来,不仅教学楼丝毫没有垮塌,而且正在该校上课的483名小学生以及教职员工也奇迹般地安全撤离。
美国科罗拉多大学的一位专家曾经说过,“造成伤亡的是建筑物而不是地震”。在本次四川地震灾难中,建筑物倒塌同样是造成伤亡事件的最主要因素。
我国是一个发展明升中国家,建筑物的抗灾能力无疑与这一国情有着密切的关系。不过,面对地震中那些命运截然不同的房屋建筑物,我们有必要追问一句,建筑物抗灾能力弱,国情是理由吗?
安全设置水准滞后于经济水平
在日前由明升中国工程院、住房和城乡建设部共同主办的一次工程科技论坛上,《app时报》记者获悉,目前我国建筑物设计技术规范中规定的安全与耐久性水准是滞后于当前经济发展水平的。
据记者了解,任何建筑物通常都是由建筑结构、建筑部件与建筑设备等三大部分按一定的方式设计、布置而成,各部分都有其质量安全问题,但其中的承重主体结构(包括地基基础)对于安全来说尤为重要。
据清华大学深圳研究生院土建工程安全研究中心教授卢谦介绍,我国建国后由于长期处于物资极度短缺的计划经济年代与战备时期,国家为了提供全社会生产、生活用房的需要,在建筑物的设计中不得不采用较低的安全设置水准与耐久性要求,以最大限度地节省有限的材料和资金。改革开放以后,我国经济社会状况有了根本改变,但是设计技术规范中规定的安全与耐久性水准仍基本沿袭了过去的要求。
与国际上通用的标准相比,按我国规范设计的建筑物楼板能够承受使用荷载的能力大概只有国外的50%~60%;除了干燥的室内外环境外,混凝土构件因钢筋锈蚀导致耐久性失效的正常使用年限更是仅及国外的1/4到1/3。对于楼梯、过道等人员可能拥挤或可能需要逃生和救援的场所,按我国规范设计的使用荷载承载能力甚至只有国外设计的25%~40%。
明升中国工程院院士、清华大学土木工程系教授陈肇元指出,结构安全设置水准上的最大不足在于抗灾能力薄弱。就抗震而言,对于结构抵抗给定地震作用的能力,在同样大小的地震设防强度下,我国规范规定设计取用的地震加速度要低于国际通用标准20%,使得外加的地震力也随之降低1/5。此外,地震力的大小与结构承受的重量成正比,由于设计取用的使用荷载标准值比国外的低,所以作用于结构的地震力随之降低。两者叠加以后,结构的抗震能力就相差更多了。
“结构设计规范作为上层建筑落后于时代的变化,其直接后果就是近年来建成的大量现代化建筑工程,有着华丽的外表和豪华的先进设施,但如果真的完全按照设计规范规定的最低要求去做,则赖以支撑的就会是虚弱的结构骨架,外强中干,先天不足,终其一生可能难逃疾病缠身的厄运。”陈肇元说。
整体牢固性要求缺位
在此次四川地震中,学校教学楼、医院楼这些人群集中区的建筑发生大面积整体垮塌事件,已引起社会各界关注。
实际上,对于建筑物而言,整体牢固性良好的主体结构,即使有个别的结构构件发生破坏,也不大容易引起瞬间塌毁并造成伤亡。然而,在我国的设计规范中,对于一般的建筑物在抗灾上只有抗震和防火的要求,而欧洲和其他一些国家的规范则为防灾减灾专门规定了结构的整体牢固性要求。
据了解,在结构设计中提出“结构整体牢固性”的具体要求是从上世纪60年代末期开始的。1968年,英国Ronan Point地区一幢22层装配式高层公寓内发生煤气爆炸并引发公寓一个角落从上到下的连续倒塌并压死4人。之后,英国很快就在其结构设计规范中提出了结构的整体牢固性要求,规定了详细的技术措施。这起事件引起了国际结构工程界的极大关注,并对世界范围内的设计规范与相应的研究工作产生了重大影响。
在近日举行的明升中国工程院应对四川汶川县地震灾害科技咨询会上,明升中国工程院院士黄熙龄特别提到,此次四川地震中房屋的大量倒塌与这些建筑物的结构与框架有密切关系。
据陈肇元介绍,我国目前有大量多层房屋采用的是混凝土预制楼板和砖墙承重的混合结构。预制板只是简单地搁置在墙体上,在墙体两侧的预制板端部之间和预制板与墙体之间往往没有可靠的连接,所以只要有一块预制板因故受损下坠,就会依次撞击并破坏下层楼板。楼板的坠落使得原先筑砌在预制板端部顶面上的上层墙体失去了足够的支承面积,于是在上层重量的作用下被破坏,并导致上层楼板失去支承,最终引发多米诺骨牌似的连续倒塌。
据了解,我国近年发生的几起建筑物重大安全事故,如辽宁盘锦军分区五层办公大楼的燃气爆炸、石家庄棉纺厂家属宿舍遭破坏分子土炸药爆炸、衡阳衡州大厦八层商住楼的火灾,都是由于爆炸或火灾引起局部构件损坏后导致大范围连续倒塌,造成极其惨重的人员伤亡。但是,“房屋结构屡屡发生连续倒塌事故的血的教训,似乎还没有引起规范管理部门对这一重要问题的关注,”陈肇元说。
技术规范作用的严重错位
在分析建筑物安全事故原因时,陈肇元指出,这往往是由多种因素凑在一起造成的。“豆腐渣”质量以及各种天灾人祸常常是直接原因或主要诱因,但也往往隐藏其他因素,例如技术规范的作用在我国被严重错位等。
据介绍,由于我国长期处于计划体制时期,法制建设很不完善,所以工程建设领域存在将技术规范和标准不适当地抬高到法规地位的现象。许多国内的工程设计人员一直将规范等技术标准认同为法规,以为只要符合规范条文的要求,即使出了安全事故也可不负责任。同时,有关管理部门在处理工程安全事故时,也习惯于对照规范的条文去追究人员责任而不是首先去分析事故的具体原因。其实,很多事故的深层原因就是规范本身的缺陷或人们对规范作用的片面认识所引起的。
“实际上,建筑规范的最低要求乃是一般工程在一般情况下的最低要求。设计人员必须从工程设计对象的具体特点出发,有时还必须根据需要采用更高的要求。然而,目前的现状是,凡是满足规范要求的都没有错,凡是规范没有规定和提出限制的,各种偷工减料的技术措施都敢做。”陈肇元说。
在我国的南方,甚至还出现了“抽筋师”的职业。这些人受开发商的雇用,按照规范规定的最小配筋率要求,抽去设计施工图上被认为“多余”的钢筋并分成提取“节约”费用。可是,设计人员原先配置的钢筋可能就是为了加强结构整体性或抗裂性所需的。
“设计规范的规定固然在一般情况下应该遵守,但如果只是遵守,出了事故还得设计人员负责,因为规范中的最低要求不可能保证所有工程的安全性和耐久性。”陈肇元认为。
然而,现在国内处理工程事故的常规做法,就是局限于追究事故责任人。如果是自然灾害,谁也没有责任,极少进一步分析深层次的技术或管理原因,并及时反映在技术规范或管理规章的修改上。如果是人祸,处分有关的责任人员以后也就完结。因此,一幕幕的悲剧才会重复上演。