汶川大地震在无情毁坏我们家园的同时更折射出了建筑的品质，使建筑产品的质量再一次成为人们关注的焦点。面对天灾我们无可逃避，但是通过建筑设计来抗震，无疑是减少伤亡和损失的重要方法。而今，当“灾后重建”日益提上日程，如何设计、建造更加防震、抗震的房子成了大家最为关心的问题，更是建筑师该考虑的问题。笔者认为，应该从设计方法、建筑形式、建筑选材、政策保证等方面加强建筑物的抗震、防震性能。

>>高志博士，加拿大籍，现为加拿大宝佳国际建筑师有限公司驻华首席代表，建华建筑设计合资有限公司董事长，中国青年科技工作者协会建设工程工作委员会副秘书长，中华全国工商业联合会房地产商会常务理事。清华大学房地产EMBA及北京大学经济学院兼职教授。

　　采用科学设计确保防震

　　如果房屋采用了科学的抗震设计，那么生命财产的损失就会大大减少。作为一名建筑师，我还是先为大家介绍两种有效的抗震设计吧。

　　抗震设计方法一：基于承载力设计方法

　　基于承载力设计方法又可分为静力法和反应谱法。静力法产生于二十世纪初期，是最早的结构抗震设计方法。上世纪初前后，日本浓尾、美国旧金山和意大利Messina的几次大地震中，人们注意到地震产生的水平惯性力对结构的破坏作用，提出把地震作用看成作用在建筑物上的一个总水平力，该水平力取为建筑物总重量乘以一个地震系数。意大利都灵大学应用力学教授M.Panetti建议，1层建筑物取设计地震水平力为上部重量的1/10，2层和3层取上部重量的1/12。这是最早的将水平地震力定量化的建筑抗震设计方法；1943年M.A.Biot发表了以实际地震纪录求得的加速度反应谱。二十世纪50到70年代，以美国的G. W. Housner、N. M. Newmark和R. W. Clough为代表的一批学者在此基础上又进行了大量的研究工作。对结构动力学和地震工程学的发展作出了重要贡献，奠定了现代反应谱抗震设计理论的基础。

　　抗震设计方法二：基于承载力和构造保证延性设计方法

　　随着研究的深入，N. M. Newmark认识到结构的非弹性变形能力可使结构在较小的屈服承载力的情况下经受更大的地震作用。由于结构进入非弹性状态即意味着结构的损伤和遭受一定程度的破坏，基于这一观点，形成了现在的基于损伤的抗震设计方法，并促进人们对结构的非弹性地震反应的研究。而进一步采用能量观点对此进行研究的结果，则形成现在的基于能量的抗震设计方法。然而由于结构非弹性地震反应分析的困难，因此只能根据震害经验采取必要的构造措施来保证结构自身的非弹性变形能力，以适应和满足结构非弹性地震反应的需求。而结构的抗震设计方法仍采用小震下按弹性反应谱计算的地震力来确定结构的承载力。与考虑地震重现期的抗震设防目标相结合，采用反应谱的基于承载力和构造保证延性的设计方法成为目前各国抗震设计规范的主要方法。应该说这种设计方法是在对结构非弹性地震反应尚无法准确预知情况下的一种以承载力设计为主的方法。

　　创新建筑形式规避灾害

　　近年来，国外科学家运用现代科技，设计建造了不少新型抗震建筑。尤其是地震高发区的日本，在这方面就显得特别有经验，我在日本工作过，了解他们的一些先进技术，为大家介绍一下。日本设计了一种叫做“弹性建筑”，有比较好的抗震性能。这种弹性建筑物建在隔离体上，隔离体由分层橡硬钢板组和阻尼器组成，建筑结构不直接与地面接触。阻尼器由螺旋钢板组成，以减缓上下的颠簸。日本在东京总共建筑了12座弹性建筑物。经东京发生的里氏6.6级地震能量的考验，证明在减轻地震灾害方面效果显著；日本鹿岛建筑部门发明了一种新的防震大楼营造法，它以日本的“弹簧大楼”为代表。其特点是，由弹簧把连着地基的基础部分和建筑物主体分开，让建筑物主体处于一种漂浮状态，而弹簧正是一种能吸收地震和其他振动冲击的中介物，无论地基怎样摇晃，建筑物都不会受到强烈的冲击。实验证明，烈度6—7度的地震摇晃，传到这种建筑物时也将减到原来的十分之一。

　　美国也因为地震频繁，因此在建筑设计上很突出抗震性能，其中就有一种比较成功的建筑，名为“滚珠大楼”。具体是在硅谷兴建了一座电子工厂大厦，它采用一种抗震新法，即在建筑物每根柱子或墙体下安装组成的不锈钢滚珠，由滚珠支撑整个建筑，纵横交错的钢梁把建筑物同地基紧紧地固定在一起。当发生地震时，富有弹性的钢梁会自动伸缩，于是大楼在滚珠上会轻微的前后滑动，可以大大减弱地震的破坏力。

　　上述种种给了我们诸多启示，建筑不要只追求新奇，要有利于抗震，而采用合理科学的建筑形式就可以大大减弱地震的破坏力。

　　选用抗震材料提高性能

　　在日本，许多高层公寓开始销售不久即告罄。一个重要因素是这些高层公寓多半与高层写字楼作了同等水平的抗震设计。一座号称日本最高的公寓，使用了与美国纽约世界贸易中心相同的钢管，确保了抗震强度。这种钢管的直径最大达800毫米，厚度达40毫米，而且钢管中还注入了比通常混凝土强度高3倍的高强度混凝土，该公寓共使用这种钢管168根。另外，该公寓还使用了刚性结构抗震体。通常高层公寓柔性结构为主流，靠整个建筑来减弱地震引起的摇动，但在强风刮过来时，楼的结构也会发生一定的摇动。采取了刚性结构后，摇动大大降低。如遇阪神大地震级别的地震发生时，柔性结构的建筑一般要摇动1米左右，而刚性结构建筑只摇动30厘米。

　　在日本东京，有一座免震结构公寓高达93米，建筑物的外围使用了新研制的高强度16积层橡胶，建筑物的中央部分使用了天然橡胶系统的积层橡胶。这样，在裂度为6的地震发生时，就可将建筑物的受力减少至二分之一。有一种超高层楼房用抗震装置，使用的是类似橡胶的黏弹性体，该装置可将强风造成的摇动减轻40%，同时也可提高抗震能力。此类抗震材料的采用大大提高了建筑物的抗震性能，起到了有效的防震效果。

　　加强建筑立法严把质量

　　以上从技术层面讲述了该如何加强建筑物的抗震、防震性能。此外，需要特别强调的是，有力的政策保证是抗震设计的基础。鉴于汶川地震的惨痛教训，我们应该加强相关法律法规的建设完善，在政策上为建筑物的防震性能予以保证。总体来看，我国在抗震法律法规、国家标准上做得比较充分，发布了《建筑工程抗震设防分类标准》、《城市抗震防灾规划管理规定》等国家标准，对建筑物抗震设防分类、责任划归、防灾规划均有具体划分。但还不完善细致，在这方面我们可以借鉴邻邦日本。日本的《建筑基准法》规定，日本的高层建筑必须能够抵御里氏7级以上的强烈地震，它还规定，一个建筑工程为获得开工许可，除了设计、施工图纸等文件外，还必须提交建筑抗震报告书。这一报告书主要内容是根据地震的不同强度，计算不同的建筑结构在地震中的受力大小，进而确定建筑的梁柱位置、承重以及施工中钢筋、混凝土的规格和配比。日本法律还规定，只有一级建筑师以上的人才能有资格编制抗震报告书，而且，报告书中的相关计算必须要使用国土交通省认可的专用程序。一个普通的8、9层公寓楼，其抗震报告书动辄厚达两三百页。建筑抗震报告书必须经过相关部门或人员的检查，确认无误后才能开工。严格的法律规定，层层保证了建筑物的抗震性能，减少了日本这个地震多发国家的人员伤亡。日本的经验值得我们学习，我们必须花大力气完善相关法律法规，从政策上保证建筑物的抗震性能。

　　汶川大地震是中华民族的一次切肤之痛，痛定思痛，希望中国建筑界能够对地震引起足够的重视，从设计方法、建筑形式、建筑选材、政策保证等方面加强建筑物的抗震、防震性能，以尽量减免灾害的发生！

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