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紧紧扼住地震灾害的咽喉---隔震技术

浏览次数:35573 2016-08-31

————汶川大地震思考

      唐山大地震过去30多年了,24万人长眠于九泉;汶川8级大地震,87000多人的生命在瞬间戛然而止。

      公元2008512日,5600颗广岛原子弹当量的能量瞬间释放,之后又发生了1万多次余震,继续释放着能量。

      截至2008825日,遇难69226人,受伤374643人,失踪17923人。

      汶川地震造成直接经济损失8451亿元,其中四川的损失占到总损失的913%,甘肃占58%,陕西占29%。 

      在财产损失中,房屋的损失很大,民房和城市居民住房的损失占总损失的27.4%。包括学校、医院和其他非住宅用房的损失占总损失的20.4%。另外还有基础设施,道路、桥梁和其他城市基础设施的损失,占到总损失的21.9%,这三类是损失比例比较大的,应该说70%以上的损失是由建筑物损失组成的。

      灾后重建经历3年,耗费在1万亿以上

      汶川大地震过去近150天了。抗震救灾、安置灾民、灾后重建都在紧张而有条不紊地进行着;全体国家领导人在人民大会堂举行了隆重抗震救灾英模表彰大会。

      尘埃落定,理性地分析地震所造成的灾害,我们可以看到这样一个地震链条

      地震——能量释放——输入建筑(抵御能量)——建筑损毁——人员伤亡(财产损失)——抗震救灾——灾后重建(耗资巨大) 
     如果我们能斩断这个链条的一个环节,那么地震灾害是否就会被被遏制?

一、我国建筑抗震的现状:

    唐山大地震后,我国实行了小震不坏、中震可修、大震不倒的抗震方针;这主要是为了保护生命不受到伤害,是保命不保财产的政策;30年后的今天,我国实行的依然是这一方针。

      所谓中震可修、大震不倒其实就是允许建筑物破坏。目前从设计到施工都是依据这个方针展开的。

    《国家防震减灾规划(2006—2020)》中,中国50%的国土面积位于度以上的地震高烈度区域,包括23个省会城市和2/3的百万人口以上的大城市。

      2020年,中国基本具备综合抗御6.0级左右、相当于各地区地震基本烈度的地震的能力。

      规划:中心城区要抗6级地震。

      规划说,地震是对人类生存安全危害最大的自然灾害之一,中国是世界上地震活动最强烈和地震灾害最严重的国家之一。中国占全球陆地面积的7%,但20世纪全球大陆35%7.0级以上地震发生在中国;20世纪全球因地震死亡120万人,中国占59万人,居各国之首。

      抗御6级地震的能力,是指建筑物在遭遇6级左右地震时,严重破坏的比例很低,不会发生大规模次生灾害(地震本身所诱导出来的灾害),生命线工程的功能不会大范围失效。

      日本政府从1996年开始,连续3次修改《建筑基准法》,把各类建筑的抗震基准提高到最高水准,除木结构住宅外,尤其是商务楼要求能够抗8级地震不倒,使用期限能够超过100年。

      汶川大地震是8级;发生在人口相对稀少的县城。

      假设这次地震发生在某个大中型城市,还会是死亡87000人吗?

      唐山、汶川大地震的惨剧还会不会重演?

      幸运的是距震中110公里的成都幸免于难;近几年我国发生了几次8级或8级以上的地震,都是在人员稀少或无人区,基本上没有引起人们的重视;

     “高危险的城市,不设防的农村”,这是我国地震形势的真实写照。

      允许建筑物损伤的方法问题暴露明显;承受大地震后建筑物很难维持其使用功能,且修复费用昂贵。

二、建筑物的硬抗

      传统的抗震方法是房屋上部结构和基础牢牢地连接在一起,地震时,地震运动能量经过基础输入到房屋结构,致使房屋结构发生振动、变形,甚至倒塌,即硬抗

       举个例子:一个成人一天消耗的能量是2500kcal,与一个地震作用到一栋1000×10层的房屋能量相同;这是一个成人是一天24小时消耗的能量,即24×60×60=86400秒,而地震能量需要在1/4秒释放;那么就需要4×86400=345600来完成。这就是硬抗硬伤——不能在极短的时间力承受巨大的能量(或不能拉长受力的时间)。

      地震链条来看,没有切断从能量释放——输入建筑(抵御能量)——建筑损毁的链条,不能从根本上解决抗震的问题。

三、地震预测、预报

     中国这几年投入力量作监测是没有错的,必须进行仔细的监测以后才能继续开展深入的研究。用其他的异常现象来进行地震预测不是没有道理,但是从科学的角度来说,地震预测毕竟要基于科学的理论。另外,地震预报还存在社会因素。如果进行了地震预报,疏散了几百万人口,但是没有地震发生,这必定会引起公众骚乱和社会动荡。

      对真正成功的地震预测来说,必须预测到地震等级、发生的时间与地点;这些项目如果错误,则将可能产生严重后果。

      如预测到A城市会发生大地震,A城市的人们撤离到B城市,结果最后却是B城市发生地震;或预测上午9时会发生地震,人们准时撤离,但却发现地震未发生,在隔天回家后反而发生地震;或是预测这是一场7级大地震,学校、政府机关、商店都关门,结果只是个2级地震;因此,只要有一个项目错误,就都会让预测产生负向效果,而非正向效果。到目前为止,还没有人能正确预测地震。但是,在小范围进行长期的观测和试验,应该予以鼓励。

      1982年,日本著名地震学家铃木曾这样评论日本本土以及国外地震预报情况:地震预报的现状是非常混乱的,到目前为止,报道过的地震前兆真是形形色色,其中一些看来就很奇怪,令人怀疑。很清楚,即使排除这些模棱两可的记录,也仍无法找到一条确定的成功预报地震的道路。这一公正的评论在今天依然是正确的。

     中国科学院院士、中国地震学会原理事长陈运泰指出,地震预测难在地震物理过程本身所具有的复杂性和地球内部的不可入性。即人们无法深入到地球内部深处在震源内设置台站、安装观测仪器对地震进行直接的观测。再者,大地震的复发时间比人的寿命、比有现代地震仪器进行观测以来的时间长得多,大地震发生的概率极低,这对科学家依据所掌握的地震观测资料总结经验规律也是一个极大的限制。迄今为止,地震学家仍然只能利用相当稀疏的观测台网在地球表面(顶多也不过是地球浅部)进行观测,这决定了目前的地震预报远不像气象预报那样准确。

     预测仍不能解决根本的问题!

     即便是有一天我们能够准确地预测地震了,但从地震链条上来看,能量依然会输入到建筑物,生命得到了保证,但人们赖以生存的家园和财产毁于一旦,灾区人民生活水平大大倒退,重建还得投入大量的人、财、物。

     是典型的亡羊补牢

四、紧急避险

     地震发生时只有短短的几秒钟。最近,我国就地震发生时如何逃生,已经有了很多的宣传和教育;媒体上也在宣传成功逃生的案例,但这是极少数的个案问题是地震发生时要求人们跑的向刘翔一样的迅速,对于在极度恐慌中的孩子们,实在是太难了,因为他们绝对快不过范跑跑

     老人、病人、残疾人能跑得了吗?

     为什么会跑?除了本能的反映外,我想大家都很清楚,现在的房子会倒塌,会压死人!

     不跑!也许活---等待救援;也许死---被活埋。唐山大地震的时候,一般在埋半个小时左右救出存活率达到99.5%,埋一天的存活率达到80%左右,埋三天50%的存活率,埋第五天只有7%。

     紧急避险有太多的无奈、无助、恐慌和被动,依然没有截断地震链条

五、应急响应及灾后重建

       6500颗广岛原子弹当量的能量输入到建筑时,举世震惊。政府启动了最高级别的应急响应,中央、地方政府、军队紧急参与到抗震救灾之中,谱写了一幕幕感人的故事;得到了世界充分的赞扬。

       2008919日,国务院印发了《汶川地震灾后恢复重建总体规划的通知》,根据本规划确定的目标和重建任务,恢复重建资金总需求经测算约为1万亿元

 六、隔震技术


     让我们还是回到地震链条上来。地震是人类无法阻止的,同时也是很难预测的,能量一定会得到释放;被动的紧急避险;积极的抗震救灾;耗资巨大的灾后重建。那么有没有能够阻隔地震链条治本之策呢?  

     汶川地震后不久,日本发生一次7.2级地震,死了几个人,为什么?大量采用了隔震技术,即软抗 

     “隔震技术是使大地和上部建筑结构分离,隔离地震能量向建筑物的输入。实现地震时地动建筑物基本不动,达到保证建筑物安全的目的。具体方法是在基础和上部房屋结构之间设置一种特殊装置——隔震层。隔震层是由橡胶隔震支座和阻尼器组成。橡胶隔震支座包括复合材料体和上、下连接件三部分组成。

     复合材料体由一层钢板一层橡胶交替叠合而成,在垂直方向具有很高的强度,能支撑起建筑物重量。水平向很柔,可以有效隔离地震能量向上部房屋结构的输入,复合材料体具有100年以上的使用寿命。

     采用隔震技术的建筑在强烈地震时,隔震建筑自身变形很小、只作轻微平动,不仅建筑物不会破坏,房屋装修也基本保持完好,室内设备、贵重物品、信息系统安然无恙,基本不中断人的正常生活与工作。

  我国建筑隔震技术已取得了重大成果,已经有了800多栋的隔震工程。该技术已经纳入国家“建筑抗震设计规范”。

      5.12汶川大地震,甘肃武都地区的隔震楼房表现良好,几乎没有任何损伤,而相邻的非隔震楼房损坏严重。

     而隔震技术正好掐断了能量释放——输入建筑的这一链条,使后面的链条不要发生;

     这应该才是治本之策。

     最近西藏、新疆又相继发生地震,我国已进入到地震高发期。

     未雨绸缪,希望隔震技术能够在灾区重建和今后的建筑物中被大量采用。

     也希望政府的大力引导和支持,利国利民(改变消防政府的形象)。

     治标还是治本?或者标本兼治?亦或是依然的治标?

     再也不要让5.12汶川大地震的惨剧发生

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