脆性倒塌與延性倒塌
《財經》記者采訪的部分建築業專業人員在談到建築物倒塌時,特別強調“脆性倒塌”和“延性倒塌”之別。
他們指出,地震超過預計強度,並不意味著符合建築質量標準的建築物必然倒塌。即使倒塌,由於建築質量的差異,也有不同的倒塌方式,並不意味著必然造成如此重大的人員傷亡。
原建設部於2001年7月20日發布的《建築工程抗震設防分類標準》(下稱“建築抗震標準”)中,明確規定了建築物必須達到一定抗震設防標準的強製性規則。其首頁即表明:“按本規範進行抗震設計的建築,其抗震設防的目標是:當遭受低於本地區抗震設防烈度的多遇地震影響時,一般不受損失或者不需要修理可繼續使用;當遭受相當於本地區抗震設防烈度的地震影響時,可能損壞,經一般修理或者不需要修理仍然可以繼續使用;當遭受高於本地區抗震設防烈度預計的罕遇地震影響時,不至於倒塌或者發生危及生命的嚴重破壞。”建築業內俗稱“小震不壞、中震可修、大震不倒”的說法,即由此而來。
以此說法,盡管四川此次發生地震的大部分地區,過去的抗震設防烈度多為7度左右,但這僅僅是指,當遭遇7度地震影響時,達到要求的建築物基本可以繼續使用;如果地震影響超過7度時,則應該努力做到“不至於倒塌或者發生危及生命的嚴重破壞”。
在接受《財經》記者采訪時,結構力學專家、湖南大學設計研究院第四研究所所長何放龍指出,按照新修訂的抗震設計規範施工,不至出現如此慘烈的倒塌場麵。“混凝土建築技術已經非常成熟,事先按照安全計算公式設計防震標準,已經沒有任何問題。”他說。
就職於北京一家全國性專業研究機構的土木工程師王邦進在其博客上指出,實際上,在建築業內,對此規則的一般理解是,如果抗震設防要求為7度,即建築物抗震的下限是7度。
因此,按照上述“建築抗震標準”進行抗震設計的建築,在遭遇罕見的汶川8級地震時,雖然不能說一定不會倒塌,但以此為標準,亦絕不能反推出與之截然相反的結論——超過設防要求,倒塌即合理。劉漢小學等多所在震中地區的學校並沒有倒塌,也沒有造成大麵積的人員傷亡,便是最好的例證。根據相關報道,如劉漢小學之類的建築在設計之時,並未自行提高抗震設防標準,隻不過工程監理真正盡職,確保了水泥質量和工程質量。
另據土木工程師王邦進介紹,建築遭遇強烈地震倒塌的方式,可分為脆性倒塌及延性倒塌。按照抗震標準建造的房屋,如遇超過其設防標準的地震,可能會發生扭曲變形的現象,但不會瞬間倒塌,從而為人們留下充足的逃生時間。這類延性倒塌,可以確保更多的人可以在地震發生之時逃到戶外。但在汶川地震中倒塌校舍,多為幾秒鍾內即變為廢墟的脆性倒塌,卻輒數百學生被埋,幾無逃生可能。在日本阪神地震等國外類似的特大地震中,類似四川此次學校建築大規模脆性倒塌的現象極為罕見。
這其中,究竟是“地震超過預計強度”,還是建築物設計不規範,甚至是相關環節在這些公共工程建築過程中偷工減料,原因恐難一言蔽之,須有專業和權威專家組成調查組逐一排查。
更何況,各地區受地震影響的程度,本就隨著距離震中的距離越遠,呈逐漸遞減之勢。這意味著,盡管汶川震中發生了8級地震,超過了當地的設防烈度,但其他許多區域,例如都江堰的地震烈度,就未必一定超出了原定的設防烈度。這意味著,很多非震中區域學校的倒塌,則更多可能源於建築質量等“人禍”,而非地震“天災”。以媒體報道比較集中的都江堰聚源中學、新建小學為例,在這些學校倒塌的教學樓周邊,大量民宅依然巍然聳立。
美國喬治亞州注冊建築師安德斯·卡洛斯曾就職於美國安全監理機構,並在建築業從業30餘年。他在接受《財經》記者采訪時表示,以其從事建築結構設計多年經驗,僅從照片便可發現,許多倒塌校舍係建築質量問題。“那些倒塌的學校,如果運用更充足的金屬絲加固鋼筋,之後灌注水泥,地震發生的話,建築可能會開裂,但是絕不會倒塌成這個樣子。”卡洛斯表示。
前述清華城專家在安縣秀水鎮的調查中發現,一條受災後房子倒塌嚴重的老街上,建築質量問題十分突出,“無正規設計加之偷工減料及野蠻施工是造成嚴重震害的根源”。
乙類建築
中國在2001年-2005年啟動了校舍二期危改工程;此後,2006年-2007年,隨著農村義務教育經費保障機製改革推進,四川總共下撥了約10億元,專項用於校舍危房改造。此次地震的倒塌學校暴露出危房大量存在的事實,教訓至為深刻。
四川教育廳文件中“教室樓麵負荷大,學生疏散時又集中在樓梯間,走廊、樓梯是建築中比較薄弱的環節,所以造成了一定的損害”之說法,專業人士難以認同。他們指出,學校建築的確存在一些“天然性缺陷”,但這正是在校舍設計階段應解決的問題,而非事後解釋倒塌的原因。依據中國現行《建築荷載規範》,教學用房的荷載設計不低於每平方米200公斤;樓梯陽台等人群疏散要道,荷載不低於每平方米300公斤。
“以此標準來進行設計和建造,就可以保障安全。為達到抗震標準,學校在設計上,並沒有類似抵抗負荷過大之類的難以逾越的技術障礙。所謂因負荷過大而造成的垮塌,隻能從建築設計和質量中去找原因。”一位不願透露姓名的土木工程師告訴《財經》記者。
事實上,倒塌的聚源中學旁邊,即是沒有倒塌的聚源小學;倒塌的北川中學同一地區,還有沒有倒塌的劉漢小學,這些均從側麵說明,所謂“設計缺陷”決不成其為學校倒塌原因。
中國的“建築抗震標準”將建築根據其使用功能的重要性分為四類。學校建築屬乙類建築,其抗震要求比列為丙類建築的普通民宅更強。其原因,正在於學生作為未成年人,屬於應該優先保護的弱勢群體,因此國家對於學生集中的校舍建築,提出了更高的抗震標準,目的正在於加強對弱勢群體的保護。而汶川地震之災,恰恰在於這種標準並未得到落實,其間鮮血換來的教訓至為深刻。
《財經網》