学校建筑抗震性能浅析
[摘要] 针对汶川大地震中学校建筑倒塌的现象，分析了引起倒塌的可能原因，提出应从现有建筑加固、提高新建建筑抗震设防标准、加强设计及施工管理等3方面采取必要措施提高
学校建筑的抗震性能。
2008年5月l2日下午2点28分．四川汶川发生了里氏8级强烈地震，最大烈度达到11。，造成当地及周边地区重大人员伤亡和财产损失。给我们震撼最大的莫过于很多中小学校在这次地
震中的遭遇．如都江堰市聚源中学4层教学楼在地震瞬间粉碎性倒塌．大约800人被埋：北川I中．学层的教学楼塌陷的只剩1人高，教学楼内的师生大部遇难。面对地震所造成的校同建筑
和人员的重大损失，人们产生许多疑问和思考：什么原因造成这次学校建筑坍塌如此严重?今后在重建和新建中小学校建筑时应采取一些什么对策避免悲剧的再次发生学校建筑倒塌的原因
分析我国《建筑抗震设计规范》规定根据建筑使用功能的重要性分为甲、乙、丙、丁4类抗震设防类别．对建筑物抗震设防目标是“小震不坏、中震可修、大震不倒”Ill。而影响建筑物
抗震性能的主要因素有结构类型、设防标准、建造年代及建筑体型、现状质量、所用材料等。不同建筑结构的抗震能力一般从简体、剪力墙、框架、砖混等结构类型依次下降：建筑材料
如混凝土、砂浆的强度等级，钢材的型号以及施工水平等也都对建筑抗震能力具有重要影响。
汶川地震造成当地学校建筑巨大破坏的原因主要存在于以下几个方面：
．1 抗震设防标准过低．结构类型不合理我国《建筑抗震设计规范》规定抗震设防烈度为6。及以上地区的建筑必须进行抗震设计，抗震设防烈度9。以上需按有关专门规定执行+而当
地大部分建筑抗震设防标准为6 o及以下．这种建筑抗震设防标准在l1。大地震面前显然是脆弱的。震区有很多学校建筑于20世纪70、80年代．由于历史的原因，这些教学楼结构形式多为
装配式钢筋混凝土砖混结构房屋，即以砖砌体为纵横向承重墙，预制的混凝土单向板搁置在砖墙上传递水平荷载，这种结构形式施工简便，造价也比较低(如图1所示)。r}1于是装配式构
造，所以房屋整体性很差，另外为抗震设防标准低，构造柱、罔梁、过梁的数量、配筋、截面等都比较小，一旦发生地震，这种类型的建筑首当其冲将遭到破坏。网1所示发生地震后，
虽然横墙还没全倒．但楼板已经先垮塌了。
．2 教学建筑的功能特点决定了其在同类型结构形式的建筑中抗震性能相对较差学校建筑一个最大的特点就是必须要有大空间．普通教室建筑面积少则60 m 。多则100 m2。标准较低
的教室轴线尺寸一般为6 600 mm(进深)x8 400 mm(开间)，教室净高在3．1 m以上[21。如图3所示为一个普通砖混结构教学楼局部平面与同结构类型的住宅单元平面，二者相比，我们看到
教学楼的开问一般在8 m～10 m．住宅开问一般在之间，显然教学楼的横墙间距是比较大的，这就直接削弱了教学楼建筑整体刚度，地震时受到水平地震力作用时容易变形、垮塌，而住宅
就要坚同得多。另外，中小学校教学楼为保证冬季日照，多设计为长外廊式，进深方向只有一跨，结构整体联系是不稳定的；又为了保证教室天然采光需要，采用尽可能大的窗户．也削
弱了砖混结构墙体之间的连接．这些都不利于建筑抗震。
学校建筑平面与住宅建筑平面特殊的地质条件加剧了灾害的破坏性我们知道建筑位于地势开阔平坦、土层坚硬厚实、土质均匀等地质条件上，将有利于抗震，而处在条状山脊、条状
突出的山嘴儿、孤立的山包、基岩外露地段、高坡上的建筑，震害明显要重。这次的地震重灾区基本都是山区，地质因素也是大量建筑倒塌的重要原因之一。
加强学校建筑抗震性能的措施
．1 加同原有建筑针对一些年代久远．结构形式老化的教学建筑依然存在于大量地区．尤其是经济欠发达地区，并且又需要继续使用的情况，建议政府有关部门应立即启动学校建筑
安全防灾评估，按学校建筑的使用人数、规模、结构形式、基础稳定性等方面综合评估．分出若干等级。根据评估结果统一采取相应的加同措施，比如可以用传统的抗震加固技术，如：
改变结构传力途径加同、外包钢加固、钢绞线加固、增大截面方法加同、结构裂缝修补加同等f3f。传统抗震加固技术相对经济、可靠、有效，也可采用聚合物砂浆加高强钢绞线加固新技
术。这些措施都能够有效抵御地震侵袭。这次的汶川大地震中由于有的学校具有强烈的安全意识．震前对原有校舍进行了加固，在地震中加固后的教学楼“大震不倒”，师生都安全撤离
，挽救了很多人的生命。“宁可千日不震，不可一日不防”，对这些旧建筑进行安全鉴定及加固。政府虽然将增加投人，但为了师生的安全，这是亟待解决的首要问题。
．2 提高新建建筑抗震等级．对于规划新建学校，首先应提高其抗震设防等级。我国目前无论是民用建筑物方面。还是其它建筑设施都有相关的抗震设防标准，对各类建筑、构筑物
都有相应的设计规范。按照我国抗震设防标准，不同地区的设防烈度是不一样的，主要依据国家的抗震设防烈度分布图，分6-9度不同的抗震设防标准．不同地区的建筑物应按该地区的设
防烈度进行抗震设计，设防标准对不同类别的建筑物亦有相应的规定。对于学校建筑而言，其在使用人员、时间方面都比较集中，而且学校属于公共建筑，其规划布局在国内外防灾安全
中多把学校考虑为避难疏散场所，对灾后减灾、救灾具有重要作用．所以学校建筑应比本地区抗震设计等级提高一个等级[4I。其次中小学校建筑由于使用功能的要求采用了不利于抗震性
能的结构形式，在具体设计时应对教学楼的抗震有特殊要求和更细致的规定。如是否可以规定3层以上的教学建筑必须采用钢筋混凝土全框架结构．按照相应设防标准布置剪力墙，楼板必
须为全现浇；3层以下的校园建筑考虑到发生灾害时人们更容易逃生，可采用造价相对低一点的砖混结构形式．但必须严格按设计规范要求设置构造柱、躅梁、过梁等；墙体问、突出物等
应有可靠连结：楼板宜为全现浇，也可选用预制楼板，但必须加强其整体性，从而改善建筑整体空间刚度。再次要科学选择建筑场地，学校应规划在环境条件好、地质情况稳定、安全性
高的地段。建筑物与建筑物之间、建筑物与场地之间、建筑物与道路停车场及广场之间都要有合理的空间关系。对不利场地应进行整治和采取防护措施．如山区建筑应采用后仰放坡或分
阶放坡，建筑基础与土质、强风化岩质边坡要留有足够距离：同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基上，更不宜采用不同的基础形式：建筑不可坐落在土质松软不均匀而未加处理
的地基上等 。
．3 加强设计、施工、监理等环节的过程及质量控制随着建筑市场的繁荣．有些设计人员不顾职业道德干“私活”，尤其在建筑设计市场还不规范的一些中小城市或城乡出现了挂靠
资质等现象，2、3个人就完成了建筑全过程设计，没有校对、审核、施工图审查等必须的环节，设计质量可想而知。要保证学校建筑的设计质量，就必须要杜绝无证设计。其次对施工过
程应进行有效监管，确保施工质量也是保证建筑安全的关键。据报道在这次汶川地震中，由汉龙集团援建的几所希望小学都未出现垮塌，师生得以安全撤离。究其原因，原来该公司在出
资兴建学校的同时，专门派出专家监督援建学校的施工质量。确保无豆腐渣工程。监管包含两方面的含义：一是施工单位应具有相应旋工资质，负责施工的技术人员必须具备专业知识。
持证上岗；二是通过监理、质检部门的严格监督、检查，杜绝材料以次充好，或者不按图纸施工的现象。这次地震表明，凡是严格按照现行规范进行设计、施工和使用的建筑，在遭遇比
当地设防烈度高l度的地震作用下。没有出现倒塌破坏，有效地保护了人民的生命安全。这些过程的控制、监管需要当地建设主管部门付出艰辛、细致的劳动。只有通过这些措施才能确保学校建筑的百年大计。
结语
加固的基本要求,地震作用是一个非常复杂、不可知的过程，提高建筑的抗震性能和社会的经济、科技发展水平密切相关。建筑师应切实加强学校建筑抗震性能的研究与实践，进行长期探索，把学校建成最坚田、最安全的地方。
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