單玉坤,劉莉娜,張巖壽
(天津大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究總院有限公司,天津300017)
天津市位于華北地震區(qū)的東北部,處于郯廬斷裂帶以西,河北平原地震帶和燕山渤海地震帶的交匯部位,區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,有多條活動(dòng)斷裂帶穿過(guò),因而天津及鄰近地區(qū)是我國(guó)地震活動(dòng)頻繁區(qū)域之一[1]。另外,天津市東部地區(qū)主要為海相和海陸過(guò)渡相沉積區(qū),屬于軟土地基,地下水埋藏淺,地震時(shí)易發(fā)生液化,使區(qū)內(nèi)地震烈度提高,災(zāi)情加重。天津地區(qū)有記載以來(lái)共發(fā)生5級(jí)以上中強(qiáng)震18次,曾發(fā)生靜海-霸縣地震、武清-永清地震、葛沽地震、寧河中強(qiáng)地震等5次較大地震;同時(shí)曾多次受到鄰近地區(qū)強(qiáng)震波及,造成嚴(yán)重破壞。
自新中國(guó)成立至今,天津市建筑抗震一直執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定,基本可分為6個(gè)階段:研究探索階段(1949—1966年)、試行階段(1966—1976年)、8度設(shè)防階段(1978—1989年)、7度設(shè)防階段(1990—2001年)、7度0.15g設(shè)防階段(2001—2016年)、8度設(shè)防階段(2016年以后)[2]。隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展,天津大部分地區(qū)設(shè)防烈度和基本設(shè)計(jì)加速度都有所提高。
國(guó)家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部頒布的GB 50011—2010(2016版)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)全國(guó)各地區(qū)抗震設(shè)防烈度、設(shè)防地震分組做了調(diào)整。針對(duì)天津地區(qū),有以下變化:
1)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖的基本行政單位由原來(lái)縣市級(jí)細(xì)化到了鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí);
2)市內(nèi)六區(qū)全部,東麗、北辰、津南區(qū)大部,濱海新區(qū)大部,西青區(qū)局部,薊州區(qū)局部抗震設(shè)防烈度提高了0.05g,原來(lái)7度0.15g的設(shè)防烈度提高到8度0.20g,原來(lái)7度0.10g的提高到7度0.15g;
3)大部分地區(qū)地震設(shè)計(jì)分組由原來(lái)的第一組變成了第二組。
1)天津市民用建筑的總體存量大,均按相應(yīng)年代的抗震標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。老舊房屋主要為土坯外包磚、磚木、磚混結(jié)構(gòu),新建建筑多為鋼筋混凝土框架、框剪及剪力墻結(jié)構(gòu)。由于抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的提高,在最新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB18306—2015《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》出臺(tái)之前建設(shè)的絕大多數(shù)建筑不符合現(xiàn)行抗震標(biāo)準(zhǔn)的要求。
2)與城市不同,天津農(nóng)村地區(qū)的房屋大多自發(fā)建造。農(nóng)村自建房有著形式單一、功能趨同的特點(diǎn),最終形式的選擇多出于農(nóng)民實(shí)際需求、經(jīng)濟(jì)實(shí)力及審美情趣的綜合考量,有其存在的合理性[3]。由于缺乏建筑抗震的基本知識(shí)和操作技能,房屋建設(shè)整體沒有施工圖,大部分村民的抗震設(shè)防意識(shí)不強(qiáng),缺乏房屋抗震常識(shí)并存在麻痹思想和僥幸心理;因此,雖然近年來(lái)抗震設(shè)防能力有所提高,但總體設(shè)防率依然不高,存在較大的震害隱患。
作為鄉(xiāng)村建筑抗震設(shè)計(jì)的技術(shù)規(guī)程——JGJ 161—2008《鎮(zhèn)(鄉(xiāng))村建筑抗震技術(shù)規(guī)程》,在實(shí)施過(guò)程中也較難得到村民認(rèn)可。一方面,由于村民更注重“實(shí)用性”,在有限的經(jīng)濟(jì)條件下,錢要花在“刀刃”上,“抗震”概念在農(nóng)村自建房的體系中顯得“華而不實(shí)”;另一方面,農(nóng)村自建房的建設(shè)者專業(yè)能力有限、抗震意識(shí)不足,故抗震規(guī)范在農(nóng)村自建房建設(shè)中并不受重視。
3)歷史風(fēng)貌建筑是天津保護(hù)特定建筑遺產(chǎn)的法定名詞,按照《天津市歷史風(fēng)貌建筑保護(hù)條例》的定位,歷史風(fēng)貌建筑是:“建成50 a以上,在建筑樣式、結(jié)構(gòu)、施工工藝和工程技術(shù)等方面具有建筑藝術(shù)特色和科學(xué)價(jià)值;反映本市歷史文化和民俗傳統(tǒng)特點(diǎn),具有時(shí)代特色和地域特色;具有異國(guó)建筑風(fēng)格特點(diǎn);著名建筑師的代表作品;在革命發(fā)展史上具有特殊紀(jì)念意義;在產(chǎn)業(yè)發(fā)展史上具有代表性的作坊、商鋪、廠房和倉(cāng)庫(kù);名人故居及其他具有特殊歷史意義的建筑?!蹦壳?,天津市共有歷史風(fēng)貌建筑877幢126萬(wàn)m2,其中特殊保護(hù)級(jí)別69幢、重點(diǎn)保護(hù)級(jí)別205幢、一般保護(hù)級(jí)別603幢,分布在15個(gè)區(qū);建筑年代相對(duì)集中,60%是在1900—1937年建成的[4];呈現(xiàn)群區(qū)性;建筑結(jié)構(gòu)與材料相對(duì)簡(jiǎn)單。
歷史風(fēng)貌建筑大部分為民居,多為磚木結(jié)構(gòu),體量較小;商用建筑多為混合結(jié)構(gòu),體量較大;還有一些寺廟類建筑為木結(jié)構(gòu);其他,如黏土過(guò)火磚(俗稱疙瘩磚)在五大道民居中應(yīng)用廣泛,清水磚、粗面石材、仿石水刷石、水泥拉毛墻、細(xì)卵石墻等也很常見。
歷史風(fēng)貌建筑在1976年的唐山大地震中受到了不同程度損壞。當(dāng)時(shí),大部分建筑臨時(shí)增加了一些抗震加固措施,如外設(shè)混凝土構(gòu)造柱、圈梁,內(nèi)設(shè)鋼拉桿;還有少量建筑在后期使用過(guò)程中,增加了墻體掛鋼筋網(wǎng)抹灰,內(nèi)設(shè)混凝土構(gòu)造柱、圈梁等抗震措施。受當(dāng)時(shí)技術(shù)所限,抗震措施不完善。
4)新建建筑的設(shè)計(jì)及施工、既有建筑的抗震鑒定及抗震加固設(shè)計(jì)及施工均嚴(yán)格按照現(xiàn)行抗震標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及相關(guān)文件執(zhí)行。在勘察設(shè)計(jì)、施工圖審查、施工與質(zhì)量監(jiān)管環(huán)節(jié),各有關(guān)單位能較好地執(zhí)行建筑抗震標(biāo)準(zhǔn),各管理部門能嚴(yán)格把關(guān)保證建筑抗震質(zhì)量,確保建筑抗震安全,建筑抗震標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行效果良好。
1)對(duì)于設(shè)計(jì)時(shí)間較久的砌體結(jié)構(gòu),根據(jù)現(xiàn)行建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等進(jìn)行檢測(cè),普遍存在抗震承載力及抗震構(gòu)造不滿足要求的情況;建議對(duì)該類建筑進(jìn)行加固改造,使結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力和綜合抗震能力滿足要求。
2)由于抗震標(biāo)準(zhǔn)和天津市抗震烈度的提高,對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能要求大幅提高,對(duì)住宅和公建的設(shè)計(jì)均有一定影響,特別是對(duì)高層建筑的影響更明顯,甚至?xí)绊懡Y(jié)構(gòu)體系的選擇;同時(shí),抗震所需的結(jié)構(gòu)材料用量有所增加,建筑物造價(jià)相應(yīng)有所增加??傮w來(lái)說(shuō),建筑物越高,造價(jià)增加越多。
3)對(duì)于學(xué)校、幼兒園、醫(yī)院、養(yǎng)老院等建筑,天津市住建委聯(lián)合衛(wèi)健委、教委等部門發(fā)文,明確要求在國(guó)家抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),造成這一類建筑規(guī)模較大時(shí)采用常規(guī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)有一定的困難。
4)農(nóng)村自建房因游離在管理體系之外,未采取正規(guī)設(shè)計(jì)、施工等原因,抗震能力一直沒有得到有效提高,存在抗震安全隱患。農(nóng)村自建房管理?xiàng)l例和相關(guān)政策缺少可行的落實(shí)細(xì)則和配套管理辦法。
5)缺乏政府層面專門的抗震防災(zāi)綜合管理及指揮機(jī)構(gòu)??拐鸱罏?zāi)管理各環(huán)節(jié)獨(dú)立分散,各部門缺乏綜合統(tǒng)籌協(xié)調(diào),資源統(tǒng)籌不足、協(xié)調(diào)工作難度大。
6)缺少有利于新材料、新技術(shù)應(yīng)用推廣的便捷審查通道,存在抗震標(biāo)準(zhǔn)對(duì)新材料、新技術(shù)的吸收滯后情況。應(yīng)用新材料、新技術(shù)的工程在審查過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)無(wú)規(guī)可依的情況,造成審查時(shí)間較長(zhǎng)或無(wú)法通過(guò)審查,不利于新材料、新技術(shù)的推廣、應(yīng)用。
國(guó)家現(xiàn)行主要建筑抗震標(biāo)準(zhǔn)基本適用天津市城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要建筑的工程建設(shè),與天津市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平相適應(yīng)且隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,抗震標(biāo)準(zhǔn)及烈度不斷提高,房屋的抗震能力也隨之提高。對(duì)于抗震防災(zāi)法規(guī)政策、完善相關(guān)管理制度、提高建筑抗震標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施能力等方面,提出進(jìn)一步加強(qiáng)的建議。
1)逐步加強(qiáng)農(nóng)房建設(shè)技術(shù)指導(dǎo),提高農(nóng)房抗震能力,減小地震災(zāi)害損失;建立和完善農(nóng)房建設(shè)質(zhì)量管理機(jī)制,逐步改變自建農(nóng)房建設(shè)管理松散的現(xiàn)狀,讓技術(shù)指導(dǎo)落到實(shí)處,切實(shí)提高我國(guó)村鎮(zhèn)建筑的抗震能力;制定相關(guān)補(bǔ)貼政策,更加有效加強(qiáng)農(nóng)村自建房的抗震安全。
2)對(duì)應(yīng)用新技術(shù)、新材料的工程,可建立專家評(píng)審制度和設(shè)計(jì)人責(zé)任制或建立審查備案制度,促進(jìn)新技術(shù)、新材料的應(yīng)用。
3)增加建筑抗震標(biāo)準(zhǔn)的整體性和綜合性,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分與建筑方案等專業(yè)溝通,通過(guò)優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)方案,避免采用不規(guī)則結(jié)構(gòu)形式,采取適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)措施,盡量避免結(jié)構(gòu)超限,以避免建筑整體造價(jià)的大幅增加。
4)對(duì)于歷史風(fēng)貌建筑,按照《天津市歷史風(fēng)貌建筑保護(hù)條例》要求,實(shí)施分級(jí)保護(hù)。歷史風(fēng)貌建筑劃分為特殊、重點(diǎn)、一般三個(gè)保護(hù)等級(jí),保護(hù)等級(jí)不同,保護(hù)要求也不同。
(1)抗震加固設(shè)計(jì)應(yīng)在不影響原建筑風(fēng)貌或恢復(fù)原建筑風(fēng)貌的前提下進(jìn)行。
(2)結(jié)構(gòu)抗震加固和改造設(shè)計(jì)應(yīng)盡量符合現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),若與建筑風(fēng)貌保護(hù)存在沖突,可遵循確保正常使用安全達(dá)標(biāo)、抗震適度提高的原則進(jìn)行專門設(shè)計(jì)并經(jīng)評(píng)審。
(3)后期維修加固增設(shè)的外露構(gòu)造柱、圈梁等,在條件允許下,可采用內(nèi)置臥墻圈梁、構(gòu)造柱等方式進(jìn)行隱蔽處理,以恢復(fù)原建筑風(fēng)貌。
5)抗震承載力及抗震構(gòu)造措施不滿足GB 50023—2009《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》要求的既有建筑(特別是使用年限在30 a以上的),需要逐步進(jìn)行抗震鑒定及抗震加固。
6)對(duì)學(xué)校、幼兒園,醫(yī)院、養(yǎng)老院等建筑,可以采取一些消能減隔震措施降低地震力影響。