黃世敏

目前，我國的抗震設(shè)防分四類：標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類、適設(shè)防類、特殊設(shè)防類、重點設(shè)防類。其中，特殊設(shè)防類，是針對特殊建筑，例如核電站這種災(zāi)難后果極其嚴(yán)重的建筑，要進行專門的設(shè)防；重點設(shè)防類，是指地震時使用功能不能中斷或需要盡快恢復(fù)的與生命線相關(guān)建筑，以及地震時可能導(dǎo)致大量人員傷亡等重大災(zāi)害后果的建筑，在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類的基礎(chǔ)上，采取提高一度的抗震措施，這個抗震措施既包括地震作用效用的調(diào)整系數(shù)，還包括抗震構(gòu)造措施的調(diào)整。建筑設(shè)計、建筑物的抗震安全、建筑的抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)相互配套使用，目前主要采用《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》《抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》。《抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》明確規(guī)定，對于學(xué)校、醫(yī)院、重大交通樞紐等建筑，要按照重點設(shè)防類進行設(shè)防。

我們注意到，相關(guān)部門的一些文件要求學(xué)校、醫(yī)院設(shè)計時地震作用提高一度計算，這給很多設(shè)計單位、設(shè)計人員造成了困惑，原來我們的重點設(shè)防是不是不足夠，為什么在這個基礎(chǔ)上還要再提高一度？

世界上所有國家的建筑設(shè)計，沒有直接提高地震作用的先例，都是通過建筑物的安全系數(shù)、重要性系數(shù)，對地震效應(yīng)如彎力、剪力等地震作用效應(yīng)進行調(diào)整。理論上在同一地區(qū)建造的建筑物，遭遇的地震作用相同，所以直接調(diào)整地震作用，從理論上來講并不科學(xué)。

實際上，房屋建筑的抗震設(shè)防要求包括：抗震概念設(shè)計、抗震措施（包括抗震構(gòu)造措施）、地震動參數(shù)、施工質(zhì)量等，需要多方面共同協(xié)調(diào)保證，遠(yuǎn)不是簡單的設(shè)計地震作用大小能保證的。工程界的共識是，對于建筑物的抗震安全性，通過災(zāi)害調(diào)查和總結(jié)形成的抗震概念設(shè)計包括抗震措施，遠(yuǎn)比數(shù)值計算要重要得多。之所以這樣講，還有一個原因，從我國和全世界的地震情況來看，基于不成熟的地震預(yù)報技術(shù)的基本烈度地震都存在非常大的不確定性，這是由地震的原理導(dǎo)致的，而且預(yù)計在短時間內(nèi)不會取得突破性的進展。

正是基于這種基本烈度地震設(shè)防烈度的不確定性，我國的建筑抗震設(shè)計規(guī)范才提出“三水準(zhǔn)，兩階段”的抗震設(shè)計方法，以設(shè)防烈度地震為基準(zhǔn)，在超出設(shè)防烈度地震一定范圍內(nèi)，預(yù)估的罕遇地震作用下，建筑物不倒塌，這是“三水準(zhǔn)”設(shè)定的基本原則。美國則采用中震折減的設(shè)計方法。2014年的“洛杉磯高規(guī)”明確提出多級水準(zhǔn)設(shè)防要求，小震彈性設(shè)計，大震控制房屋建筑倒塌概率，可以理解為基于倒塌概率的房屋抗震設(shè)計方法。

我們發(fā)現(xiàn)一個問題，我們的設(shè)計人員，包括一些相關(guān)的技術(shù)人員，過于強調(diào)數(shù)值計算的精確性。雷諾曾經(jīng)說：要求構(gòu)件計算精準(zhǔn)到小數(shù)兩位，而外荷載的誤差達到25%以上，這是非常愚昧和荒謬的。所謂的精確解也只能精確到地震力和荷載取值的精確值。目前來講，已經(jīng)統(tǒng)計出荷載的誤差在25%以上，地震作用誤差就更不用說了。我們再三強調(diào)基本烈度地震的不確定性，再精確的計算也只能精確到地震力和荷載取值的精確程度。

抗震措施是抗震設(shè)防的重要內(nèi)容，在地震動參數(shù)區(qū)劃圖確定的地震動參數(shù)不準(zhǔn)確的情況下，具有更為重要的防倒塌作用，國外如此，國內(nèi)亦如此。在汶川地震、廬山地震后，我們做了一些統(tǒng)計，汶川地震以后，都江堰和漢旺兩個城鎮(zhèn)的房屋倒塌率統(tǒng)計結(jié)果表明，在地震作用下，嚴(yán)格按照抗震設(shè)計規(guī)范的抗震設(shè)防建筑物，倒塌的比例不超過1%。這里有兩點需要強調(diào)：第一，汶川地震遭遇烈度比我們預(yù)估的罕遇地震高3-4度，也就是比預(yù)估的罕遇地震作用強十幾倍、幾十倍的情況下，仍然保持很低的倒塌率；第二，倒塌的房屋中，有相當(dāng)比例的建筑存在設(shè)計和施工上的明顯缺陷，同時還包括一些未經(jīng)抗震設(shè)防的農(nóng)民自建房。所以，我們的抗震設(shè)計規(guī)范，雖然講“小震不壞、中震可修、大震不倒”，但是超大震的時候，只要采用合理的抗震措施，建筑物就會有足夠的安全性，而不是一定要倒塌的。合理設(shè)計、正規(guī)施工、正常使用的建筑物在遭遇遠(yuǎn)超出預(yù)估的罕遇地震作用的情況下，建筑物的倒塌率也可以控制在非常低的范圍內(nèi)。

其實，我們重點設(shè)防類建筑不僅僅是針對學(xué)校和醫(yī)院，也不是所有的學(xué)校和醫(yī)院都是重點設(shè)防類，這是有區(qū)別的。在實際執(zhí)行中，征求了教育部和衛(wèi)生部的意見。二、三級醫(yī)院及具有外科手術(shù)和急診的鄉(xiāng)鎮(zhèn)醫(yī)院列入重點設(shè)防，其他的醫(yī)院不列入重點設(shè)防。之所以這樣做是有充分考慮的，我們重點設(shè)防類和特殊設(shè)防類的設(shè)定，主要是從人的行為能力、建筑物的重要程度以及災(zāi)害后果三個方面考量、綜合決定的。對于沒有外科手術(shù)、沒有急診的鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院，比如說中醫(yī)醫(yī)院、皮膚病醫(yī)院、牙科診所等，在地震災(zāi)害發(fā)生的時候，人是有完全行為能力人，而且災(zāi)害以后，它不能作為防災(zāi)、救災(zāi)的據(jù)點，也不能發(fā)揮應(yīng)急救援的作用，所以這部分建筑沒有必要作為重點設(shè)防類建筑。如果不加區(qū)分，將所有學(xué)校、醫(yī)院提高標(biāo)準(zhǔn)，顯然是不合適的，也是不必要的。分析表明，重點設(shè)防類建筑抗震設(shè)計中要求按提高一度采取抗震措施，其效果已高于單一提高地震加速度的效果。

抗震設(shè)計規(guī)范也好，所有的規(guī)范也好，都是底線標(biāo)準(zhǔn)，在最低標(biāo)準(zhǔn)的前提下，可以提高，但是不能降低，這是基本原則。但是，在缺乏充分依據(jù)的情況下，隨意重復(fù)提高或者降低標(biāo)準(zhǔn)，是不科學(xué)的。

1966年，位于6度區(qū)不設(shè)防的邢臺發(fā)生震中烈度10度的地震，倒塌房屋近120萬間；1976年，位于6度區(qū)不設(shè)防的唐山發(fā)生震中烈度11度的大地震，倒塌房屋320萬間；2008年，位于7度設(shè)防的汶川發(fā)生震中烈度10～11度的地震，倒塌房屋796.7萬間，這一次次證實我國基本烈度地震有很大的不確定性。在此借用謝禮立院士的一句話作為結(jié)束語：“將不成熟的地震預(yù)報技術(shù)作為防震減災(zāi)的主要手段，必然使防震減災(zāi)工作缺乏堅實的基礎(chǔ)。因此，減輕地震災(zāi)害的根本對策是提高各類建設(shè)工程的抗震能力。中外地震經(jīng)驗無不表明，土木工程方法必然是防震減災(zāi)最有效的方法?！眅ndprint