汶川:为什么建筑会成为生命的杀手?

方振宁
2008.5.19夜

建筑师应该在哪里?

　　从四川汶川特大地震新闻中出现频率最多的是学校,幼儿园和医院这些公共建筑倒塌的案例最多,而且死伤人数也最多.从那些塌陷建筑的场景的照片中,可以发现塌陷的建筑的设计,抗震标准的设定,施工质量都存在问题.特别是有一张救援人员正在从倒塌的废墟中清理好几名已经遇难的小学生的照片,让许多人发出这样的疑问.

　　为什么我们学校和医院容易倒塌?我们的房子是什么结构?在建造这些公共建筑时我们的建筑法规是什么?建筑抗震基准的设定是否不够? 能不能给我们盖一些能够维生的房子,也就是实惠一点,可以抗拒自然灾害的房子.可以让我们这些孩子在还没有能力逃生的情况下,可以得到庇护.因为建筑本身就是一个保护自身,抵抗自然的炎热和寒冷的庇护所.

　　说到建筑师的责任,我想起一段过去的新闻.1995年日本阪神大地震时,有两件抗震的故事形成鲜明的对照.当时日本的中国语新闻中有这样一条新闻,说在神户的一位中国学建筑的留学生如何死里逃生马上决定回中国避难.而另一条新闻是,日本著名建筑家安藤忠雄正在伦敦考察,他听到阪神大地震的消息,立刻决定中断在伦敦的考察,而返回神户,他认为建筑师的责任是在现场研究建筑的危机在哪里?建筑师应该提出怎样的重建计划?

　　这两个新闻给我们的启示是,当遇到大地震时,建筑师应该在哪里?因为,建筑师看不到赈灾的废墟,就不可能提出合理的再生方案.有责任感的建筑师应该在建筑废墟的现场.在废墟中取证,从而思考今后应该建造怎样的住宅?

破损正常而塌陷是人为

　　虽然许多人还没有从悲痛的情绪中恢复过来,但是需要考虑在悲痛时同时悲愤的原因是什么?,就是必须理智地对学校这类公共建筑做彻底的反省.天灾是多少?人为是多少?

　　通常，建筑物的毁坏和倒塌造成的人员伤亡占地震伤亡人数的95％。仅有不足5%的人员伤亡是直接由地震及地震引发的水灾、山体滑坡等次生灾害导致的。由于发生特大地震,建筑物的破损是正常的,而像汶川大地震如此多的学校都是突然塌陷那就是人为了。

　　我们从现场传来的照片和影像可以看到,那些原本是操场的空地摆满了学生的尸体,每天都传来有关学生遇难的数字在上升的消息. 那些大部分折断的楼板的照片,都显示了,这些学校建筑在建造时大都使用空心预制板,而许多学生都被压在塌陷的楼板之间。在北京这样的大城市,已经不会有人在使用空心预制板来作为建造学校的材料, 然而在我国一些经济不发达地区任然会大量使用,这次的汶川大地震就暴露出所有的问题,那么这种材料为什么被指责为是这次灾害中“生命的杀手”?

看见了吗,左边的预制板连钢筋都没有

　　预制板是几十年前研制成功的一种轻量、成本低的混凝土预制板材，是为那些发展中国家的贫困居民提供的廉价建筑材料。制造起来非常简单,特别是空心预制板比混凝土预制板更容易随意切割,所以它就成了快速建设楼房和学校的楼板建材.由于它的实体体积很有限,因此只能使用比较细小的冷拔钢筋, 而现浇板大都用比较粗大的螺纹钢筋.但问题并不仅仅在此处.那些已经是残墙断壁的学校建筑的现场照片,彻底暴露了在建造时,楼板和建筑的框架之间是怎样一种敷衍的关系,也就是极其不靠谱的连接,从而酿成人祸。

　　抗震建筑大致分三种,钢结构, 框架结构和砖混结构. 抗震级别可以依此排为五星,四星和三星。 钢结构抗震级别高性能好,主要以钢材制作为主结构，由于钢材料的匀质性和韧性好，即使遇到大地震可出现较大变形，除了能很好地承受动力荷载之外，并具有很好的抗震能力,在日本许多新建筑都采用钢框架结构,当然它的成本也随之增加。

　　而框架结构建筑即由钢筋混凝土浇灌成承重梁柱，组成骨架，再用空心砖或预制的轻质板材作隔墙分户装配而成。由于墙体不承重，可以用各种轻质材料制成，主要以梁和柱来承重，它的梁、柱还有楼板都是现浇而成的,又叫现浇结构。现浇的房子抗震度比较高，目前，高层住宅的建筑结构主要采用这种方式。

　　而砖混结构住宅一般以多层住宅为主，其抗震性能比起以上述两种相对的弱。在许多大城市根据有关规定，从2000年以后就不再允许使用砖混结构设计,这也是提高防震级别的一种措施。

　　而我们这次无论是在汶川,北川,还是在都江堰和成都,许多毁坏和塌陷的建筑大都是砖混结构,在地震的现场可以看到明显的差别,有些毁坏的已经不成样子,而在它周围的却有还站立完好的建筑,这说明在同一震区,即使是同样结构的房子,也会由于建筑的结构和施工质量标不同,使得遇难率有很大差别。

　　在完全没有预报的情况下突如其来的巨大地震,总是要给建筑带来巨大的损伤,即使我们做最大的努力来设计和建造抗震建筑,当遇到像这次8级直下型地震, 一般的抗震建筑也难以幸免,但是这种损坏是有区别的,建筑出现破损是正常的,但是出现在几秒之内就轰然倒塌的像麻将糊牌一样滩在那里,就是质量问题了。

生命的杀手

　　一般的建筑是先立柱,再圈梁, 圈梁是指横向的梁, 圈梁和柱子固定的结点是关键.如果这些结合处不够坚固,也就是达不到标准,那么加上预制板之后,在通常情况下会有问题,但是遇到地震就会出现空前的灾难。

　　我们这次看到的许多悲惨的场面是,作为楼板的空心预制板,在强震袭来时,脱离了构造柱和圈梁,这种直下型地震首先到来的地震波是从地心向地面传来，也就是纵波首先到达地面，而本来楼板和梁体就是简单的搭在一起,怎么也无法抵挡第一波.这时楼板会出现错位,然后地震横波的到来让建筑毁坏的会变本加厉, 而有幸被莫名其妙甩到窗外的人,其实是由于产生大振幅水平方向晃动的地震横波带来的结果.这种上下左右的共同作用,就使得楼上的楼板压到下一层来,这样一个一个压下来,就像拍板砖一样叠在一起了,就彻底的摧毁了这座豆腐渣建筑, 而我们看到人夹在两层楼板中间的场景在地震现场多次出现, 可见就是这种学校建筑成为弱小生命的杀手。

　　如果是框架现浇结构的建筑,就不会出现这种情况,它可能整体歪斜,或者倒塌的时间会比较缓慢,这样人可以赢得一些逃生的时间,只要不是在熟睡的夜晚,绝对不会像汶川大地震这样惨.即使是建筑有损坏,也会在梁体和柱体断裂的部分存有三角形或不规则空间,让困在里面的人有喘息的可能.而不至于塌的像层饼一样。

　　学校建筑的在地震中彻底毁坏还有一个个案,就是震中的北川中学.,那座五层的教学楼在地震之后变成了三层,那是在地震时, 地震横竖波造成的上下左右晃动,让接触地面的柱子根部全部折断而瘫塌,底下两层变成大饼,这也暴露出这座楼层并不高的建筑在抗震设计方面没有达标.。我们可以这样来理解它的受力状态,如同一个人,如果他的脚腕受到损伤,那么上身在健康也会倒下,因此我们要强化的是柱子与地面接触的部分.

北川中学

　　而唐山在建筑上有一个传奇,既是有五座日本军在侵华期间盖的仓库, 在唐山大地震时居然没倒也没任何损坏,而现在有一座已经被拆了改建,曾参加拆建的人告诉我,这座建筑特别难拆.,可见其坚固程度.我仔细考察之后发现,这几座建筑虽然不高,可是在墙柱体和地面接触的部分有特别设计的辅助斜面进行加固处理,暴露在墙外围绕建筑的砖柱全部都采用了这种工法,可见建造者在建造之前是对唐山所处的地理条件有充分的调查 。

　　建筑是为人设计的为生存的庇护场所,这是人类有建造技术以来不用说明的天经地义的道理,而现在,我们在汶川特大地震中看到的是,有用自己的手建造的学校,结果成为杀死学生的刑具和坟墓.我们有悲痛,同时我们也有悲愤,不知道有多少人,包括那些一直注目救灾现场的世界上无数的电视观众,都为那些可怜瞬间失去的学生和教师们感到悲痛和悲愤。

今后应该建造怎样的住宅?要居安思危.