抗震一直都是房屋建筑中困难的课题,但为了安全还是要设法普及房屋抗震的基本概念,让抗震的理念深入人心。如果每个人都有房屋抗震的基本概念,就会更好地理解、参与和监督从房屋设计到施工使用的全过程。在这里我们介绍几个反映房屋抗震特征的概念。
房屋抗震能力一加速度的“地震反应”
地震是通过地面的摇晃和颠簸使房屋各部分质量也有了反应的加速度,所以房屋各部分都受到了地震力的作用。比如筛元宵,人拿着筛子来回摇晃和颠簸,虽然没有用手指直接去触碰元宵,但个个元宵都在滚来滚去。除了震中区外,地震对房屋以水平方向摇晃为主。地震区的建筑都要求有抗侧力结构,如抗震墙、支撑..很多人觉得这些结构平时看看没什么用,还碍手碍脚,但在大风、大震下却是救命的。有的人买了房子,大肆装修,唯恐其不通透,开洞不大不过瘾。地震来了,不但自己倒霉,还会让邻里遭殃。
房屋抗震能力二看“刚度”与“强度”
房屋抵抗变形的能力大小叫刚度,抵抗破坏的能力大小叫强度。轻一点的房屋建筑比重对抗震有利。质量小了,地震力也小了。但房屋也不是愈刚愈好。很厚的墙,也许可以承担更多的垂直重力荷载,但有时会引来更大的地震力。在同一栋房屋中,地震力也是按刚度分配的,刚度大的分得多。怕是刚度大而强度小,比如很厚的砖石墙,一开始刚度很大,树大招风,引来很大的地震力。但强度又不争气,顶不住这么大的力,就容易倒塌。钢结构如果设计得当,抗震性能比较好,因为强度大,若做得轻巧,质量刚度都不过大,以柔克刚,吸引的地震力小,而抵抗的能力强,就安全些。但刚度也不是愈小愈好。结构太软了,变形太大,风吹草动也摇来晃去,不但不舒适,而且会有附加的力出现。所以刚柔相济才好。
房屋抗震能力三“脆性”破坏与“延性”破坏
脆性破坏是突然发生的,而延性破坏是有预告的,先看到梁板开裂,变形很大,也许还来得及逃出去。砖和混凝土其实都是脆性材料,容易突然断裂。例如震区好多砖墙出现X形的裂缝,就是一种脆性破坏。混凝土加了钢筋,就有一定的延性。比如梁板弯曲,受拉的钢筋就是超过了弹性强度的极限,它还会继续伸长而不断裂,就像牛皮糖似的。其实更要当心的是钢筋混凝土构件的受剪。遭到横向力的作用,钢筋混凝土柱子会受到剪力的作用,容易出现脆性破坏。办法是加钢箍。日本阪神大地震,有些高架路的柱子倒塌,不是纵向钢筋不够,而是钢箍太少。往往我们造房子,多加好些长条的纵向钢筋,而忽视了钢箍。世界震灾史上,吃这个亏的太多了。砖石结构更要按规范加圈梁等,决不可掉以轻心。结构平时为人们挑重担,但是若设计不当,地震时就会变成要命的炸弹。我国钢年产量近5亿吨,居世界第一。钢结构轻而强,可以在重灾区外预制好,运送安装都较便利快速。合理设计一些钢结构的学校、医院,结合采用一些轻质楼板、墙板,同时考虑保温节能,对灾后重建,具有重大的现实意义。