浅析地震对土木工程的影响
摘要: 房屋的设计、结构、材料、功能设置、施工管理、质量监督等问题都对其包括抗震性在内的安全性产生重大影响。提高建筑物、工程设施和设备的抗震能力,按地震部门确定的设防烈度标准设防,同时对老旧房屋工程进行改造和加固是减轻震灾损失的主要途径。但是,近年来,由于我国未再发生过破坏性较大的地震,一些建筑设计单位防震意识淡薄,加之开发商刻意追求表面的美观而不愿意在坚固、防震等方面投入,有的甚至还在关键部位偷工减料,使得一些建筑物华而不实,在地震灾害中几乎不堪一击。如果严格依照防震标准设计和施工,绝大部分建筑物应该能够抵御汶川这种级别的地震,人员伤亡也不会有如此严重,但是，就是在相同的重灾区，有些房屋粉碎性破坏倒塌，而有些房屋没有倒塌，甚至结构完好无损。为什么会这样呢？我们所居住的房屋是否安全？如果我们打算购房的话，在房屋的抗震性能方面应该注意哪些问题？今天，我们综合国家的相关法规，及各专家的观点，就大家关心的一些问题，浅谈一下地震对房屋建筑的影响。
关键词: 抗震性能 裂缝 地震波 摆幅 设计强度 建筑主体
Key words: Mechanical Shock crack seismic wave Swing design strength main for building
一、关于建筑结构对房屋抗震性能的影响问题。现在流行一种说法，认为框架结构的房屋比混合结构的房屋 （这里的混合结构是指板、梁、柱必须是现浇的）抗震，事实究竟如何呢？《建筑抗震设计规范》是国家有关部门综合各方面信息与历史记录以及区域经济水平等相关技术理论制定出来的。除非建设单位提出更高要求，设计师都应该按照这个标准进行设计。也就是说，不管是框架结构的房屋还是混合结构的房屋，在同一地区，它们的抗震级别是一样的。如果都严格按照设计施工，它们的抗震性能没有区别。而且，在地
震后前往重灾区的专家还发现了一个比较特别的现象：在地震后幸存下来的还能继续使用的房屋中，框架结构的房屋都存在不同程度的墙面裂痕，而有些混合结构的房屋竟未发现裂痕。同样的现象在地震影响区成都还比比皆是，很多框架结构的房屋在震后墙壁出现了不同程度的裂缝 （笔者所住的电梯公寓就出现了不少裂缝，最后还是用业主的维修基金对公共部分进行了修复，而户内的裂缝就只有业主自行处理），而混合结构的房屋几乎没有发现任何裂痕。造成这种现象的主要原因是和房屋的结构类型有关的。框架房屋的墙体是后砌墙，在墙体与梁、柱之间从结构上是分离的；而混合结构的房屋刚好相反，其墙体与梁、柱是结合成为一个整体，共同受力。这就好比一个人，框架结构的房屋的“骨”和“肉”是分开的，而混合结构的房屋的“骨”和“肉”是紧密连接的。所以，如果我们要谈论框架结构的房屋和混合结构的房屋哪个更好，那就见仁见智了。
二、关于高层建筑与多层建筑在地震中受到的不同影响问题。地震的影响范围之所以很广，是因为地震产生的能量以地震波的形式向外扩散。有人把地震波分为横波、纵波和面波。其实面波是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波，所以，地震波的传播形式其实就只是横波和纵波。纵波是推进波，又称P波，它使地面发生上下振动，破坏性较弱。横波是剪切波，又称S波，它使地面发生前后、左右抖动，破坏性较强。在地震发生后，高层建筑和多层建筑受到的纵波的影响是大致相同的，区别在于它们受到的横波的影响不同。高层建筑重心高，在地震时，受横波的影响，其摆幅较大，也就是说晃动范围较大，越高的楼层越明显。关于这点，在这次地震中也能反映出来：不少高楼层的住户，家里的家具、电器在地震时被摔倒、破坏，也就是这个原因。至于高层建筑与多层建筑在地震发生时，其逃生速度的区别问题，这里就暂不讨论了……。
三、关于地震对在建工程的影响问题。地震对在建工程的影响，其实主要是对建筑使用混凝土的影响。我们知道，混凝土从浇筑到达到设计的强度需要较长的化学反应时间。就425号普通硅酸盐水泥配制的混凝土来说，在自然条件下养护，混凝土在浇筑后7天才
可达到设计强度的60%，28天可达到设计强度的95～100%。在混凝土还没有达到设计强度前，尤其是在初凝期，如果因地震等外力的影响而使混凝土受到意外的损伤，就会使混凝土产生裂纹，从而降低混凝土的强度。随着现代建筑施工效率的提高，一般混凝土施工间隔的周期为3天左右。严格来讲，受地震的影响，这些混凝土都会不同程度的受到损伤。尤其是那些在地震前一天或更短时间内浇筑的混凝土，按理讲就应该进行拆除。但是，建设单位是不愿意的，甚至有些建设单位是承担不起这样的损失的。这样一来，这些“受伤”的混凝土就为整栋建筑埋下了一个安全隐患。尤其在高层建筑当中，楼层越低的受力越大，当这种“受伤”的混凝土发生在低楼层时，其结果可想而知！所以，如果你打算购房的话，就尽可能选择在地震前建筑主体已经完工的项目，或者选择在地震后才动工修建的项目。
四、关于不同地质结构区域受地震影响的程度问题。不同地质结构的区域受地震影响的程度不同，当然对房屋建筑的破坏力就不同。总的来说，与地质强度及密度呈正比，也就是说，地质强度及密度越高，其吸收地震能量的能力就越弱，在地震时受到的破坏力就越强；反之，其受到的破坏力就越低。举例来说，此次汶川大地震，因地震中心与周边重灾区域属于地质强度及密度大的火成岩地质区域，所受到的破坏就很强。而成都平原属于堆积平原，其地质的组成主要是“松软”的沉积物，尤其在温江及郫县地区，这种沉积物达到最大厚度，当地震产生的能量传递到这里后，便大为衰减。这就是为什么成都虽距汶川地震震中只有73km，却没有遭受大的破坏。这一点与世界上类似城市（指城市与震中的距离）的情况有很大的不同。1985年9月19日墨西哥发生的7.2级地震，导致离震中400公里远的墨西哥城7000多人死亡。就是因为墨西哥城并不具备有类似成都平原这样好的特殊地质构造环境。