四川锦阳九洲体育馆因设计科学合理，在汶川大地震中没有损毁，成为当地受灾群众的避难场所。
房屋设计时应做到体形尽量规则不复杂，采用抗震性能好的结构形式。比如对于住宅可采用整体刚度比较大的现浇钢筋混凝土抗震墙结构；对于公共建筑应采用现浇钢筋混凝土框架结构和框架抗震墙结构。
在重建工作中，民众最关注的问题之一就是建造什么样的房屋比较安全。对此，房产业著名人士潘石屹在汶川地震后答网友问中表示：“地震给我最大的提示是一定要注重建筑结构的安全。”潘石屹说：“这几天看到的电视画面也让我想了许多，觉得有一些事情是必须去做，而且要做好的。有一些华而不实、可有可无的事情就可以不去做。如果说以前做与不做的界限还比较模糊的话，在这些电视画面的冲击下我心里更清晰了。作为房地产开发商，看到给小孩造成最大伤害的是那些钢筋混凝土的预制（水泥）板堆在废墟中，但在这些倒塌的建筑中，很少看到比较坚固的结构。这些画面让我更坚信，在建房子的过程中，结构的安全是第一位的，它是人们生命的保证。至于那些华而不实的装饰已显得不重要。”
那么，什么样的建筑结构是相对安全的？本刊记者采访了北京环洋世纪国际建筑顾问有限公司结构部经理、国家一级注册结构工程师王雷。
《中国质量万里行》：汶川大地震中，有的房屋倒塌了，有的却完好无损。这种现象是否说明房屋在设计施工过程中，设计的合理性与施工的严密性决定房屋在地震中的表现？
王雷：房屋的体形不同、结构形式不同、所用的材料不同、建筑年代不同、抗震设防标准不同，以及地基是否位于地震的断裂带上等原因，都会影响其在地震中的表现。
但在同等条件下，结构设计得越合理，施工组织、施工质量控制得越好，这个建筑物的抗震表现应该会越好。这在这次汶川地震中有比较明显的例子，在地震资料图片中可以明显地看到，废墟边上有尚未倒塌的房屋。因为我没有去地震现场，但从震灾照片中可以看到有的工程质量确实存在问题，比如混凝土浇灌不密实、框架结构梁柱接头位置柱子的箍筋很少、柱子的纵筋也比较稀少、预制楼板之间没有拉接钢筋等。这些看似细部的“小”问题有时候会对结构的抗震性能产生比较大的影响。
《中国质量万里行》：您认为什么样的结构设计，对房屋特别是城市中的高层建筑起到抗震作用？
王雷：《建筑抗震设计规范》自2002年1月开始实施，我们国家考虑抗震设防的区域（基本烈度大于等于6度或地震动峰值加速度大于等于0.05g的地区），在该区域进行建筑结构设计时，都必须要考虑结构的抗震设计。经过抗震设计的房屋建筑，一般能够减轻地震带来的破坏，但尚不能完全避免损坏和破坏。《建筑抗震设计规范》规定了我国房屋建筑抗震设计的“三水准”的抗震设防目标，即通常所说的“小震不坏、中震可修、大震不倒”。
如我参与的比较有代表性的抗震建筑设计是位于西单商场北侧的“西单美晟国际广场”，采用的结构形式为钢筋混凝土框架抗震墙结构。地下三层，地上11层，抗震设防烈度为8度，抗震等级为一级。现在我们做的结构设计都是严格执行《建筑抗震设计规范》的。
应该说在满足了抗震规范的要求下，建筑结构应该能满足抗震设计的“三水准要求”。对于这次的汶川地震，震级达到了8.0级，当地的地震烈度达到了11度，属于特大地震。在这样级别的地震中建筑能做到不倒塌就很了不起，就能挽救很多人的生命。
提到城市中的高层建筑的抗震性能，《建筑抗震设计规范》对于高层建筑的抗震要求要比一般的多层建筑严格得多。房屋越高，其在地震的作用下产生的倾覆力矩越大，底层承重构件的内力也越大，这就要求其抗震等级也越高，相应的其梁柱墙体等构件的构造要求也越严格，最终目的都是为了能满足抗震设防的“三水准”要求。对于高层建筑来讲，有时候体形的规则性对于其抗震性能的影响是起决定性的，在高层建筑设计过程中这个原则的把握是很重要的。
但现在的设计市场对结构工程师的挑战和压力越来越大，因业主的需要，各种新奇的复杂的建筑形式层出不穷，有的建筑形体根本就不符合抗震概念设计的要求。在现有的设计技术水平下，对这种建筑在大震下的表现是较难完全分析清楚的。这就要求对于比较重要的高层建筑其形体要尽量规则，以减少在地震中的损坏程度。
《中国质量万里行》：此次汶川地震中，绵阳市房屋毁坏严重，而绵阳九洲体育馆屹立不倒成为绵阳市及周边受灾群众的避难场所。其不倒的秘诀是否为结构设计得科学合理？
王雷：绵阳九洲体育馆不倒的秘诀确实与结构设计有很大关系。据了解，该体育馆在地震中保持完好，最重要的是实施了结构安全设计。该地区虽在设计上是6度设防地区，但在构造上要保障安全度，该体育馆采用了构造按7度设计的重要方案。体育馆设计成屋盖为斜置柱面形，平面由圆弧线拟合成树叶状，其长轴为165m，短轴为105m，属目前国内最大拱形体育馆。其主要受力结构为四榀落地的倾斜巨型格构拱架，拱架间由平面桁架联系，平面桁架间设置支撑桁架和支撑杆件，结构形成一个空间体系，在边跨中间结合机电设备竖井增加了节点，从而提高了建筑整体抗震能力。
《中国质量万里行》：这次汶川地震，农村房屋损毁非常严重，这是否说明农村房屋存在设计上的漏洞？农村房屋应采取怎样的抗震建筑设计？
王雷：从汶川地震的很多资料可以看到，农村房屋的倒塌率确实是很高的。有资料表明，在2006年7月22日云南省盐津县境内发生的5.1级地震中，极震区只有6度，却造成22人死亡，毁坏房屋总计201223平方米，失去住所人数约20606人。如此小震级的地震之所以造成如此严重的破坏，主要有两方面的原因：一是震中位于高山峡谷区，地形复杂，突兀的峭壁和滚石到处可见，自然会对地震灾害起到推波助澜的作用；二是该地区经济落后，房屋以土坯房为主，该类房屋的土墙没有与柱、梁连接，质量差、重心高，导致土坯房破坏严重，部分砖混结构房屋为混凝土空心砖墙承重，地震中亦极易倒塌和破坏。
此次汶川地震，农村房屋损毁严重，说明我国大部分山区农村地区防震减灾工作十分薄弱，村镇规划未考虑地震安全问题，农村住宅基本不设防，农村住房的抗震性差。农村住房建筑结构类型主要包括木架结构、砖木结构、石木结构、土坯房、砖混结构等。农村房屋由于受到地理位置、经济条件等影响，在地基选择、房屋结构形式选用、建筑材料选取，以及建筑方式、屋顶处理等方面普遍存在或多或少的隐患。农村房屋很多是一层的房子，还有为数不多的两层小楼。农村的房屋绝大多数是农民自己盖的，并没有经过抗震设计。如果按照抗震规范来设计的话，在这次地震中应该不会有这么大的倒塌率，从而也不会有这么多的人员伤亡。
建议以后位于地震区的农村自建房屋也要采取抗震措施，提高民房的抗震性能。一是重视墙体的整体性。选用不低于M2.5的水泥砂浆或石灰砂浆砌墙体，砖要浸水，砂浆要均、饱满。房屋的纵横墙连接处采用咬槎砌筑，在房屋四角设置构造柱，或在房屋四角沿高度每0.5m设2根直径6mm的拉接钢筋，每边伸入墙内不少于1米。有条件时，在每层房沿外墙设一道钢筋混凝土圈梁。门窗洞口最好采用钢筋混凝土过梁，也可采用钢筋砖过梁，但不宜采用砖砌拱过梁。二是提高木屋架、木檩条屋盖的整体性。屋架的垫木与墙体采用螺栓连接，檩条与屋架上弦除了用大铁钉钉牢外，还要用大扒钉加固。屋架的各弦杆和腹杆间及屋架与垫木间也要用大扒钉加固。两端房间的木檩条通过螺栓锚固在山墙上。这些措施可大大提高整个屋盖的刚度。村镇建设要合理规划，适当调宽民房之间、房路之间距离，可将震灾损失大大降低。
《中国质量万里行》：公共设施，如学校等应采用怎样的抗震设计？
王雷：学校在这次地震中受到外界特别关注，原因是很多中小学损失惨重。学校和幼儿园等公共建筑属于人员密集场所，国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）中将学校和幼儿园等归为乙类建筑，其抗震要求比普通居民住宅等丙类建筑更高。
对于学校尤其是中小学的建筑结构抗震设计，要严格执行《建筑抗震设计规范》的要求，并应采用抗震性能良好的结构体系，如框架结构。同时结构的整体性要好，尽量采用现浇混凝土结构，少用预制拼装结构。从震灾照片可以看到，很多倒塌的学校房屋采用的是砖混结构，楼板采用的是预制板，有的构造柱和圈梁数量设置不足。砖混结构是采用烧结砖配以砂浆砌筑而成的，属于脆性材料，在地震来临时的破坏往往是瞬间的，留给人们逃生的时间非常少。对于学校这类比较空旷的房屋不宜采用这种结构形式。同时预制板的使用大大地削弱了这种结构的整体性，使砖混结构在地震来临时各片墙体不能通过楼板连接成整体共同抗震，而是“单兵作战”，结果造成“各个击破”，形成连续倒塌。
所以在地震区设计的学校等公共建筑，不宜采用砖混这种结构形式，不应采用预制楼板这种楼盖体系。为了安全保障，应尽量采用抗震性能较好的现浇钢筋混凝土框架结构，并严格按照规范设计。填充墙体应采用轻质材料。同时建筑师在学校和幼儿园的外形设计上应尽量做到规则不花哨，避免不利抗震设计的新奇造型。
《中国质量万里行》：建筑材料质量的优劣，以及运用是否合理，是否影响房屋的抗震级别？
王雷：建筑材料的优劣直接影响房屋的质量，以及房屋在地震中的表现。目前国家对用于建筑结构的材料有明确的要求，包括强度要求、耐久性要求、延性变形要求等等。建筑材料在出厂时都配有检测合格证明，在应用之前监理单位是要对其进行查验的，同时对于已经应用于结构的材料也要抽取适当比例的材料到实验室检测。应该说经过这几道关口的严格控制，可以保证应用于结构的材料是合格的。
目前抗震性能比较好的建筑材料应该是H型钢材，钢结构建筑在地震中是表现最佳的。但钢结构房屋造价非常高，对于普通民居，没有必要采用这种建材。对于超高层建筑，还是有必要使用的，比如北京的国贸二期建筑、中央电视台新办公楼就是利用的钢结构，虽然造价高，但抗震性能很好。目前来看，灾区重建，基于经济方面考虑，大范围推广钢结构建筑是不太可能的，一般民居以及公共设施建筑，采用混凝土剪力墙结构就可以达到抗震目的。如果设计和施工都到位的话，这种混凝土剪力墙结构的房屋在地震中可能遭到损毁，但不一定大面积倒塌，相对能保护更多人的生命安全。
《中国质量万里行》：对四川灾区灾后重建，在房屋设计上您还有什么科学的、可实施的建议？
王雷：由于汶川地震的重灾区大部分处于龙门山地震带上，所以灾后重建的首要任务就是选址。房屋设计时应做到体形尽量规则不复杂，采用抗震性能好的结构形式。比如对于住宅可采用整体刚度比较大的现浇钢筋混凝土抗震墙结构；对于公共建筑特别是学校、医院等应采用现浇钢筋混凝土框架结构和框架抗震墙结构。经济条件许可的话，可采用抗震性能更好的钢结构，如果同时应用隔震技术和消能减震装置的话，抗震效果将更加理想。这种装置在地震时可通过自身性能消耗和吸收地震能量，起到保护主体结构的作用，震不倒的建筑是完全可以实现的。
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日本：最佳抗震设计减少灾害
日本素以地震多而闻名。据不完全统计，日本全国平均每天有4次地震，6级以上的地震每年也有1次；世界范围内发生的里氏6级以上的地震，大约有20%发生在日本。
1923年的关东大地震造成99331人死亡、43476人失踪；1995年1月17日发生在兵库县南部地区的阪神大地震，造成约6400人死亡、4万余人受伤。面对不可避免的天灾，日本人清醒地认识到，要想生存就必须采取果断有效措施，将在随时都可能发生的潜在致命自然威胁中的人员伤亡减到最小程度。据报道，经过多年在技术、人力和组织三大领域不懈努力和探索，现在日本已成为世界防震强国。首先，日本建造了世界最大震动平台，利用实体建筑实验找出建筑物最佳抗震设计，为确保防震措施和技术科学化和专业化，日本还有专门的防震设备研究机构和生产厂家。另外，早在1923年关东大地震之后，日本就制定法律，要求建造房屋时必须计算防震程度，1995年规定了建筑防震标准。在构筑高层建筑物的基础中采用“地基地震隔绝”技术，在建筑物底部安装橡胶弹性垫或摩擦滑动承重座等抗震缓冲装置。为了提高传统木结构房屋的抗震能力，日本最普通的民宅也是箱体设计，地震灾害发生时房屋可以整体翻滚而不破毁；在专业技术人员对民房进行抗震加固等级评定基础上，政府给予居民适当的补贴鼓励抗震加固。
美国：科学运用抗震建材
美国加利福尼亚州处于美洲和太平洋两大地质板块之间，那里有著名的圣安德烈斯大断层和其他一些活动断层，地壳活动频繁，最近50年加州发生6级以上破坏性地震有10次，无感地震和一般有感地震平均每天要发生10次以上，为此有“地震之都”之称。
因为“多灾多难”，为减轻活断层上大震的灾害以及断层蠕滑对建筑物造成的破坏，1972年，加州颁布了《活断层法》。该法首先规定了一些存在地震危险性的“特别调查地带”，对这个地带内有关人员居住的开发计划加以限制；其次对活断层的了解程度按“非常活跃”、“位置准确”、“潜在而且近期活跃”作了规定，并指明在距断层多远范围外方可建设。
另外，加州很早就开始加强地震的监测预报、防灾和应急救援工作。目前加州共有1000多个地震台站，台网密度在世界上数一数二。长达300公里的圣安德列斯断层上，数字地震仪间距约每公里一台。加州还进一步提高了强震台网密度和烈度速报速度，以提前触发预警系统，从而减少事件引发的各种次生灾害。
建筑符合抗震标准的房屋是加州政府着力抓的大问题。到过加州的人都会发现，大部分民房均为3层以下的木框架结构，墙壁采用吸音、隔热材料。高层建筑很少，即使有也都是钢架结构。2003年12月22日加州发生6.5级地震，仅有40栋老建筑倒塌。
伊朗：加大监管力度以除后患
伊朗处于欧亚地震带，历史上就是一个多震且屡遭强震的国家。每次发生地震人员和财产损失都相当惨重。
伊朗和国际一些专家一致认为，地震级别不是特别高而伤亡巨大，关键还是没有引起人们的高度重视。这是伊朗地震悲剧重演的真实写照。以巴姆地震为例，由于该地区不在传统的伊朗地震带内，而且几千年来巴姆城的地质状况相当稳定，所以，不论古建筑还是后来建的居民楼都没有考虑防震，即便是首都德黑兰，多数建筑也没有达到抗大地震的标准。
建筑材料质量差、忽视建筑标准是导致地震中人员死亡大的另一个不可忽视的原因。伊朗有严格的建筑标准和法规，只是建筑商没有严格执行，而且建筑和工程监督也不充分和到位。其中主要是大量不合格产品流入建筑材料市场，一些建筑公司技术水平低，不按标准施工，致使一些工程达不到国家规定的抗震标准。
目前，伊朗很重视提高地震的防范意识。德黑兰市政府制定了加固危房、举行防震演练等具体防震减灾措施，对办公楼及校舍等人群集中的地方，伊朗有关部门制定了一些安全措施，如装饰性的摆设和灯具等悬挂物体需定期检查、固定和维修；不要在文件柜等物体上放置重的或尖的物品等。此外，伊朗政府还加大了对房建市场的监管力度，那些无建筑许可或不符合建设规范的非法建筑一经查明立即拆除。
王雷简介：
北京环洋世纪国际建筑顾问有限公司结构部经理、国家一级注册结构工程师、中华钢结构论坛（
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