系列报道之四 大震不倒能实现吗
结构减震设计中使用的粘滞阻尼器，可以减轻强震、强风对结构带来的破坏
大荔县洛滨小学8栋单体工程安装的橡胶隔震支座，可有效防震本组图片由华商报记者 马虎振 摄
5·12特大地震的创伤
正随时间慢慢淡去
监测预警、抗震减灾技术
也在这10年间飞速发展
陕西地震监测台站10年增一倍
自动地震速报2分钟内完成
西安抗震设防烈度升为Ⅷ度
确保6级地震建筑主体无损
7~8级强震不会倒塌隔
震减震技术能和地震“打太极”
今年5月12日是汶川地震十周年纪念日。十年过去了，我国在地震预警、监测技术方面取得了哪些进展？在防震减灾尤其是建筑物抗震设防方面有了哪些新举措？假如5·12地震发生在今天，我们的应对到底怎么样？近日，华商报记者就此采访了陕西省地震局多位专家。
>>地震预警
人工地震速报时间缩短到5分钟之内
省地震监测中心副主任李少睿介绍，地震预警是依托震中附近的密集地震台网，利用电波比地震波传播速度快的原理，在震后数秒内快速估算地震影响范围和程度，抢在破坏性地震波到达设防地区之前发布警报，以减小当地损失。
汶川地震后，中国地震局启动地震烈度速报与预警工程项目预研究，开展地震烈度速报与预警关键技术研究与应用。从2011年开始先后在福建、唐山、首都圈、川滇交界地区等地建设地震预警试验示范系统，取得显著成效。
汶川地震后，通过实施汶川地震陕西灾区防震减灾能力恢复重建工程、陕西地震背景场探测等项目，陕西省地震台站密度加大，监测能力得到进一步提升。建成由测震、前兆、强震、GNSS等208个台（点）和200多个重力测点、37个流动观测GPS点、153公里水准剖面，30处跨断层水准场地组成的覆盖全省的数字化地震观测网络。“与汶川地震发生前相比，全省监测台站增加了1倍。”李少睿说，同时在西安、宝鸡、汉中、安康、商洛、渭南、咸阳、铜川、延安等9个地市建设了虚拟台网中心，各市虚拟台网中心可实时接收省地震台网中心的监测数据，能够对本区及周边地区的地震进行监测和速报，实现了地震观测资源共享及震情信息的快速传播。
目前，全省大部分地区地震监测能力达到1.5级。2分钟内完成自动地震速报，人工地震速报时间缩短到5分钟之内。地震速报信息通过短信、微信、微博、网站等渠道快速向社会发布。
>>地震预报
短期预报 临震预报是世界性科学难题
省地震预报中心主任石军说，地震预报和地震预警不同，预警是地震发生后、地震波未到达前，对可能受破坏区域及时进行警告；而预报则是在地震未发生之前，预判地震发生的时间、地点和震级并给出预告。经过多年研究与震灾经验总结，我国在地震预报方面虽然取得了一些进展，但在短期预报（是指对3个月内将要发生地震的时间、地点、震级的预报）和临震预报（是指对10日内将要发生地震的时间、地点、震级的预报）方面没有突破性进展，依然是世界性科学难题。
石军说，目前，地震科技工作者依然是坚持长期预报、中期预报、短期预报、临震预报相结合的思路。通过夯实地震地质基础，加强地球物理场、大地形变场、地球化学场研究方法和技术的应用，不断强化长期、中长期地震预测研究，为年度地震趋势研判提供支撑。
西安市地震局副局长赵玉涛说：“目前，地震预报仍主要是经验性预报。预报比较困难了，大量的观测资料只能监测到地球表面的异常现象及变化。当然较之汶川地震时，监测水平有所提高，监测内容和方法也更加丰富。目前地震前兆监测包括地磁、地下水等等。观测仪器的精度也大大提高，过去仪器一天只能读几十个数据，现在每秒都有新的数据呈报记录。其次，就是监测台站的密度比以前大，这就保证资料有了连续性，可以观测到更多数据，丰富判断。”
“目前，能准确预报地震的唯一性指征仍尚未发现。”赵玉涛说，“地震预报必须慎之又慎，随意公开会带来一系列问题。错误预报6级地震可能比6级地震带来的损害还大。”
>>抗震设防
确保新建、改扩建工程达到抗震设防要求
省地震局震害防御处处长段锋说：“汶川地震后，陕西省持续推进重点区域地震活断层探测与地震小区划等项目。目前，陕西省已完成了5个城市地震活断层探测，和西安、宝鸡、渭南、咸阳、汉中、安康、商洛、杨凌、安塞七市一区一县共9地的地震小区划。正在实施兴平活断层探测和富平、铜川的地震小区划。这些探测结果和资料，将应用到国土利用规划、城市建设规划中。”
段锋说，按照新标准，陕西省的抗震设防水平有所提高。目前，在相关部门努力下，按照新标准确保新建、改建、扩建建设工程达到当地抗震设防要求。结合移民搬迁、农村危房改造等工程也确保农村民居达到当地抗震设防要求。但是，在农村自建房屋落实抗震设防要求方面，还是薄弱环节。
2016年，他们在属于Ⅷ度区的关中某县抽查了具有代表性的3个村子，对自建房屋采取抗震措施情况的调研中发现，使用圈梁和构造柱的不足30%，基本都是新建房屋，老旧房屋的比例更低。最让人担忧的是，这次调研没有发现一例很规范地使用圈梁和构造柱的自建农居。近年，各级地震部门也组织专家开展农村工匠培训，或借助大学生村官指导农民建符合抗震标准的房子。佛坪县将农民自建房屋纳入监管后，取得了显著成效。这些方法值得总结，结合实际在条件具备时应采取更为有效的解决途径。
>>应急救援
标准化应急避难场所全省已建成300余处
省地震局应急救援处处长党光明介绍，多次地震应急救援实践经验表明，应急准备是关键环节，主要包括应急预案、应急演练、应急队伍、技术支撑、物资保障等方面。
目前，省抗震救灾指挥部成员单位、11个设区市政府、5787个县（区）、乡镇及重点单位已依法制定了各自的地震应急预案，基本形成了“横向到边，纵向到底”的地震应急预案体系。这些预案上下衔接并按计划每两年演练一次。
在省级地震应急预案综合演练的示范带动下，全省每年开展各类演练1万多场次，覆盖党政机关、学校、医院、企事业单位、旅游景点、社区村落等。全省各级各类学校应急疏散演练实现了常态化。
在应急救援队伍建设方面，陕西省有两支省级专业地震应急救援队伍：陕西省地震灾害紧急救援队和武警陕西省应急救援队。此外，各市依托消防部队建成11支区域专业救援队伍，并配备了地震救援专业设备。“十二五”期间，还建立了省市县三级约300人的地震现场工作队伍。
在技术支撑上，这几年进行了省地震应急指挥大厅升级改造，完善了地震应急指挥技术系统功能。不断推进全省地震系统信息节点建设，目前已建成115个市县地震部门的信息节点。为加强灾情速报平台建设，开发了地震现场灾害调查手机软件，利用无人机航拍等新技术增强灾情获取能力和实时分析处理能力。
在应急避难场所建设方面，先后制定了《应急避难场所标志》、《应急避难场所场址及配套设施》两个省级地方标准，目前，全省建成标准化应急避难场所达300余处。
西安抗震设防烈度从Ⅶ度升至Ⅷ度
确保6级地震建筑主体完好
7~8级地震不会倒塌
省地震局震害防御处处长段锋介绍，汶川地震后，在大量基础研究和震害调查的基础上，国家修订了《中国地震动参数区划图》，2016年6月1日起实施，该区划图是确定我国一般建设工程抗震设防要求的强制性国家标准。按照新标准，陕西省的抗震设防水平有所提高，107个区县中Ⅷ度区33个，Ⅶ度区29个，Ⅵ度45个。
西安市地震局副局长赵玉涛说，西安市绝大部分地区一般建设工程的抗震设防烈度为Ⅷ度，学校、医院等人员密集场所的抗震设防标准还要高于当地抗震设防烈度。抗震设防Ⅷ度意味着本地发生6级地震，建筑物主体结构也应完好无损，7~8级强震不会倒塌。2007年3月，西安市数字地震前兆和遥测台网项目通过验收。2013年11月，西安市建成了地震烈度速报系统，实现了大震发生后的地震动强度（烈度）速报。目前国家地震烈度速报和预警工程正在建设中，届时将为全国提供分钟级的地震烈度速报和重点区域秒级的地震预警服务，西安市28所中小学有望列入预警信息服务试点建设。
汶川地震后，华商报记者走访发现，西安仅有曲江国际会展中心广场、明德门社区广场、兵工社区绿地三处应急避难场所。10年过去了，应急避难场所建设如何？
西安市地震局应急救援处负责人表示，2017年4月7日印发的《西安市创建国家防震减灾示范城市实施方案》规定，在城市运动公园区域和曲江城市文化运动公园建设Ⅰ类具备综合设施应急避难场所2处。各区政府（除高陵、鄠邑、临潼和阎良外）至少新建Ⅱ类和Ⅲ类应急避难场所各2处；其余区县至少新建Ⅱ类和Ⅲ类应急避难场所各1处。西安市地震局抗震设防处处长吴保明称，目前西安市新增Ⅲ类以上应急避难场所20处，总数已达81处。曲江城市文化运动公园Ⅰ类应急避难场所开始施工；城市运动公园区域Ⅰ类应急避难场所完成施工图设计。
隔震减震和地震“打太极”
5月6日，省地震局组织全省市县地震工作主管部门工作人员，到位于西安市临潼区的一家公司进行了现场参观。这是一家专业从事减隔震产品研发、生产。
该公司技术人员介绍，地震是以波动形式传播能量，常规抗震房屋采取刚性抗震方法，通过增加截面尺寸，提高材料强度等级以提高抗震能力。隔震建筑采用“柔性隔震”方法，在建筑物基础与地基之间设置隔震支座，使80%以上的地震能量不能传递至隔震层上部，以达到震时“地动房不动”的目的。
减震就是采取“以消代抗”方式，颠覆了传统的结构抗震设计理念。传统抗震结构体系是通过加强和提高侧向刚度来满足抗震要求。消能减震技术通过设置消能阻尼器，在结构出现变形时迅速地消耗大量能量，以保护主体结构的安全。结构越高、越柔，消能减震和抗震的效果越显著。所以，消能减震技术也是高强、轻质材料的超高层建筑、大跨度桥梁等结构设计发展的趋势。
这种“以柔克刚”、“以消代抗”的方式很像太极拳，应用了这种技术的建筑就好似学会了在地震发生时打太极。据了解，楼层较低的建筑（高宽比小于4）采用隔震技术能有效防震，高层建筑有必要采用减震技术。而减震技术比较多，有采用减震结构的，在高楼上部修蓄水池也可起到一定阻尼作用（是指任何振动系统在振动中，由于外界作用和/或系统本身固有的原因引起的振动幅度逐渐下降的特性，以及此一特性的量化表征）。
在这家公司生产车间，华商报记者看到，工作人员正在生产隔震橡胶支座。这种支座为矮圆柱形，直径不等，特点是一层橡胶、一层钢板逐层叠加，在柱面上又用一定厚度的橡胶统一裹覆，最外层是不锈钢保护层。技术人员介绍，将橡胶和钢板压制到一起后，钢板和橡胶便合而为一成为整体，这样的支座既有柔性又有刚性，地震来临时可以通过橡胶的受力变形，使地震大部分能量得以缓冲消减，从而起到将地震能量与上面的建筑物“隔离”的效果。
车间内摆放的隔震结构演示平台上，一座传统结构的楼栋模型，一座隔震结构的楼栋模型，上端都设计了一个水槽。在模仿地震来临的晃动中，传统结构楼栋模型上面的水槽内“巨浪”不断，而隔震结构楼栋模型上方的水槽内液体表面只是泛起了涟漪。
这家公司还生产楼梯结构弹性滑移支座。技术人员介绍，由于“硬抗”的设计方案以及传统滑动支座做法设计方案不完美，结合减、隔震设计思路，提出将滑动支座转化为弹性滑移支座。这种支座相比滑动支座更安全，大震时即使梯柱破坏，弹性滑移支座能确保梯板不会脱落，楼梯不倒塌，其作为逃生通道的功能能继续发挥，直至整体结构倒塌失效。
>>记者探访
大荔一小学8栋建筑全用隔震支座
应用了隔震技术的建筑会是什么样子？5月6日下午，华商报记者到大荔县洛滨小学实地探访。
该小学于2017年2月19日开工建设，当年9月1日投入使用。学校8栋单体建筑在设计过程中全部采用了隔震支座技术，安装了282个橡胶隔震支座，共投入600万元。大荔县抗震设防烈度为Ⅷ度，采用了这样的技术，理论上抗震设防能力可以达到“Ⅷ度＋”。
华商报记者从检修口进入隔震层观察发现，高度一米多，每个结构柱下面都有一个外包不锈钢保护层的橡胶支座。为什么要给隔震支座包一个不锈钢的外皮？厂家陪同参观的技术人员介绍，主要是为了防老鼠咬。由隔震支座撑起的这个隔震层，把建筑物的上部结构与下部结构分开，一旦发生地震，支座产生较大的水平位移变形，能耗散大量地震能量以降低上部结构所受的影响。
减隔震技术在陕西省推广情况如何？省地震局副局长王彩云表示，减隔震技术对于提高建筑物抗震设防水平有很大帮助，目前陕西省主要在中小学校舍、医院等建筑物建设中推广使用。据西安市地震局抗震设防处处长吴保明介绍，目前西安市采用减隔震技术的建设工程共有35个，电力企业、学校、家属楼都有采用。
小震不坏 中震可修 大震不倒
西安的建筑能实现吗？
建筑物抗震设防，如何从法律法规落实到具体施工中？近日，华商报记者采访了陕西华瑞勘察设计公司总工程师袁勇先生、陕西华瑞建设工程技术咨询有限公司总工程师雷青芳女士。
设计和审图不能逾越
要建设一个项目，流程一般是什么样的？袁先生介绍，首先要选地段，对建设场地进行勘察，勘察单位会对地质进行评价，什么地方有利，什么地方不利。然后就是结构选型，要尽量选择规整一些的，不要建那些奇形怪状的，因为对抗震不利。方案确定后，由设计单位根据建筑抗震设计规范采用专业软件进行计算，满足规范所要求的各项指标计算，把基础、柱子、梁、板等构件的配筋计算出来，根据相关规范的要求，把施工图绘制出来。然后进行施工图审查。审查合格的图纸在建委备案后交给建设单位，由建设单位发给施工单位开始建设前的准备。
袁先生说：“一般是由建设单位委托设计公司来设计施工图，委托审图公司来进行施工图审查。审图发现问题，要求设计单位整改后，施工图再次审查通过，办理施工许可证，才能用于施工。这个过程建设单位不能逾越，否则就乱了整个流程。”
五方责任主体都是终身负责
设计和审图都是市场化公司，如何避免因利益而放弃责任？
袁先生表示，设计人员在设计前要理解和灵活运用规范，此外，对于设计方案还有完善的审查制度。设计、校对、审核、审定，专业负责人、项目负责人，都要对施工图进行审查，相应的负责人都要在设计图纸中签字。现在建设项目的五方责任主体——建设单位、勘察单位、设计单位、施工单位、监理单位都要终身负责，铭牌要留在建筑物上，想跑都跑不掉。
雷女士介绍，注册工程师是终身负责制，谁也不敢拿自己的前途开玩笑。规范引用错了都要处理，更不用说不执行规范了。设计图出了以后，要由审图公司进一步审查，这是原则性、强制性审查。施工图档案永久保存，住建部每年都会对审图公司进行审查。另外省住建厅、市建委也会对审图公司进行审查。每季度还要季报，每个项目审查完都要到建设部门备案。
建筑抗震设计规范越来越严
抗震设防标准是什么意思？袁先生说，建筑物抗震设防标准各地不一样，西安抗震设防烈度是8度。旧建筑抗震设计规范把西安列为第一组，新规范把西安列为第二组，对抗震性能要求进一步提高。
抗震设防分类标准，将建筑物分为特殊设防类（甲类）、重点设防类（乙类）、标准设防类（丙类）等类别。丙类为一般建筑；乙类为人员密集场所，例如医院、幼儿园、小学、养老院、大型商业场所等；甲类为特别重要的建筑，比如人民大会堂、国家病毒实验室等。
建筑设计上对抗震设防有什么基本的要求？袁先生介绍了抗震设防“三原则”：“小震不坏”，是指发生低于本地区设防烈度的地震，梁和墙都不能坏；“中震可修”，是指发生和本地区设防烈度相同的地震，要求建筑物发生损伤后可以修复、能继续使用，这种情况下个别楼由于不太规则等原因可能会产生裂缝，但对结构主体不会产生危害；“大震不倒”，就是发生高于本地区设防烈度的地震宁肯建筑物坏了，但是不能倒塌，不能造成人员伤害和财产的重大损失。
袁先生说:“从设计上来说，一定要遵从抗震减灾法和建筑抗震设计规范等。规范是从1989年开始有的，不到三十年已变了五次了，随着人民生活水平的提高，对建筑抗震设计规范也越来越严。比如原来配20根钢筋，现在要配25根钢筋了，钢筋越来越密了，大大提高建筑的抗震能力。”
拆承重墙威胁抗震设防性能
从开始施工到竣工，设计单位要去工地几次？
袁先生介绍，建设工程一般是五次：第一次是施工图交底，把设计意图交代清楚；第二次是基坑验收，坑挖好就要去查看；第三次是地基基础验收；第四次是主体验收，就是封顶；第五次就是竣工验收，每栋楼都要单独验收，并不是几十栋楼一下子验收。最后的综合验收，包括的范围就更大了，比如户外管网、园林、消防、节能等。
雷女士介绍，至于设计和施工的配合，首先是交底。在施工过程中，监理必须天天都在。浇混凝土的时候，监理必须要进行旁站并记录。“在各个验收环节，五方责任主体都必须要参加，每个到场的人要签字。身份证要拿来，盖章的人必须要过来，现场还要拍视频资料留档。每次验收，五方责任主体都要参加。即便是竣工验收，勘探单位也还要来。并不是说你前面的事干完了，后面就不用来了。”
袁先生说，平时最常见的影响建筑物抗震设防性能的就是装修时砸承重墙。这样做对建筑物的抗震性能威胁很大。为避免砸承重墙这种情况，他们在设计上也尽量考虑满足房间灵活分割使用的要求。
那么装修中砸承重墙，这样的事谁来管？西安市房管局房屋安全管理处负责人表示，在装修施工中把承重墙、承重梁砸了这样的事情他们管，但责任一般下放至属地管理。
>>记者探访
采用抗震钢筋 绑扎连接很规范
5月3日上午，华商报记者实地探访西安城东一住宅小区建设工地。
最能体现抗震性能的是配筋。施工方有关负责人介绍，在钢筋等材料进场前，他们会邀请建设单位的监理先到厂家进行考察，并在监理现场见证下进行取样。材料进场后，还要进行复检取样。抗震设防的源头还是在设计单位，施工单位最主要的就是按照施工图进行施工。和汶川地震前相比，现在建筑施工在材质、锚固、工艺上都有加强。比如，以前结构设计主要为一级钢材和二级钢材，且一级钢为HPB235钢筋（现在均为HPB300钢筋）。在混凝土结构设计新规范的约束下，从2015年开始，结构设计开始加入HRB400钢筋（三级钢筋）。
该项目设计单位总工程师袁先生介绍，抗震钢筋从2000年的规范就开始有了。按照规范，主要的抗侧力构件比如说框架柱、框架梁，这些钢筋都必须要用抗震钢筋。从抗震来说，第一步就是要把住设计关，第二步就是设计人员也要及时到施工现场，落实是否符合设计意图，是否达到了设计要求，比如钢筋的连接绑扎是否到位等。在这些方面，设计、施工单位都要密切配合，以达到抗震要求。如果施工达不到抗震要求，也验收不了。
袁先生介绍，抗震设防主要是通过钢筋强度及规格、混凝土强度等级和混凝土截面来体现。混凝土截面就是指梁、柱等，需要多高多厚、要承受多大的力，这些都是经过计算的。承重墙即便是最小的160毫米的厚度，也是两层钢筋，没有单层钢筋。因为混凝土自身有重量，浇筑后就会对钢筋产生压力，所以拉结筋的绑扎也很重要，规范绑扎才能确保不变形。
在正处于钢筋绑扎阶段的一个结构柱内，华商报记者看到其中最粗的、竖立着的钢筋上打着“4E”标志。袁先生介绍，“4E”中的“4”代表HRB400高强螺纹钢筋，“E”是抗震结构适用牌号，也就是代表“抗震钢筋”。除了材料要求，钢筋绑扎方法、弯钩程度都是有讲究的。钢筋不同的直径，有不同的连接方式。直径比较粗的钢筋需要进行机械连接、焊接，小直径钢筋没法焊接，就要采取“搭接”方式来连接。这就好比拉手，拉得长一些，力量就大一些。袁先生评价说，这个工地很规矩，钢筋排布很均匀。“质量的把控还是对人的把控，把人管理到位了，质量也就到位了。”华商报记者 马虎振 付启梦 摄影 强军
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