整理的张宪恩新抗震理论集

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2008年5月12日14时28分，在我国的四川省汶川县发生了里氏8.0级地震，这次地震涉及到甘肃、陕西、重庆、河南、上海、浙江、北京等地，攀枝花有震感，云南元谋无震感。5月12日晚，接到通知——到江油进行震害鉴定。由于攀枝花至江油空中、地面交通中断，因此乘公司汽车于5月13日14时半从攀枝花出发，向江油赶去。天黑（19点半）以前（阴天），我们到达石棉县，攀枝花至石棉的路上未看到震害痕迹。石棉县城也未看到震害痕迹。吃完晚饭，连夜继续赶路，尽管道路颠簸，在汽车的灯光下未看到震害痕迹。5月14日4时，我们到达成都，5时进城，7时上成绵高速公路。在成都市区3个小时时间内，未发现震害痕迹。从成都至绵阳的高速路上，未发现震害痕迹。从成绵高速公路绵阳北出口下高速公路，上了向江油的公路，发现公路两边的民房有震害现象—几乎所有房子的青瓦大部分甚至全部掉地，有的屋面坍塌，特别是绵阳至江油公路的收费站竟然全部坍塌，从材料上判断收费站是钢结构。李白故居的白色花岗岩李白雕像胸部以上也掉地。8点多到江油，发现建筑物墙面有裂缝，装饰层、女儿墙有掉落的，装饰构架有破坏掉地的。到了目的地后，发现办公楼凸出屋面的一层已破坏，墙体剪坏，层间倾斜错位达240mm。
到达目的地后，领导给我们的任务是：初步鉴定建筑物的破损情况，判断出建筑物是否可以马上使用。工作内容及顺序为医院、变电所、学校、办公楼、住宅、工业生命线建筑、厂房。检查的顺序是先外观后内部。若外观发现结构已破坏、失去承载能力，或破坏程度严重，考虑随时有可能发生余震的因素，就没有必要检查内部了。若外观震害不是特别严重，才进入建筑内进行检查，然后给出结论。
第一栋检查的建筑物是医院的住院部。首先外观检查，第一个发现外墙面上有一条上下贯通的粉刷层脱落带，经了解、查看，此处为该建筑物的伸缩缝，由于伸缩缝（抗震逢）宽度过小，粉刷层几乎为一整体，伸缩缝做法未按标准图上的做法去做，导致在地震情况下伸缩缝处的粉刷层脱落。以后检查的建筑物也有伸缩缝、抗震缝、沉降缝的宽度过小，甚至有的还紧贴一起，粉刷层施工为一个整体，这些缝处的粉刷层沿缝脱落一定的宽度，结构有相撞的痕迹，有的撞损区域比较大，有的撞脱落掉地。因此，伸缩缝、抗震缝、沉降缝按现行相关规范设计、构造，地震情况下应无震害。
医院住院部外观检查发现的第二个震害是女儿墙与屋面板交接处有水平裂缝，角区女儿墙有掉落。在以后检查中发现这个问题比较普遍，除了角区女儿墙掉落外，别处也有掉落，有的女儿墙并不高，目测高度小于500mm。屋面板为槽形板的女儿墙掉落特别严重。分析认为，女儿墙震害产生的原因是女儿墙与屋面板的连接不可靠，特别是座在槽形板上的女儿墙，由于槽形板与承重墙脱离，导致女儿墙破坏。因此，按现行规范设计、施工应加强女儿墙与屋面板、屋面板与墙体间的连接，女儿墙在地震作用下应无问题。建议规范将女儿墙采取措施的高度由500mm降为200mm，因女儿墙掉落最容易伤人。
医院住院部外观检查完后，认为结构无损伤，因此进入内部检查。第一个发现横墙上靠端头有竖向裂缝。横墙顶部有水平裂缝，横墙顶部与梁底面有错动，错动最大距离20mm，此震害一楼最重，二楼次之，三楼几乎没有，四、五楼没有发现。经分析，住院部为框架结构，实心砖填充，五层、三部分。根据震害，判断住院部的结构—框架未受到地震影响，完全可以使用。在以后的检查中，嵌在框架中的实心填充墙除了上述裂缝外，有单向斜裂缝、双向斜裂缝。嵌在框架中的开口填充墙，除了上述裂缝外，洞间墙有单向、双向斜裂缝，这些缝宽小于2mm。贴在框架外皮上的墙，其窗间墙，窗下墙有单向、双向斜裂缝，这些裂缝宽度较大，最大达10mm，由数条裂缝组成，砖本身断裂。框架本身完好无损，只看到有一处框架梁端侧面出现一条较宽裂缝（砼破碎）。空心砖的填充墙在一、二层有倒塌，该建筑为异形（短肢剪力墙）框架结构七层住宅。框架结构未见震害。震害一般是填充墙与框架梁柱间的裂缝或破碎，填充墙斜裂缝、双向交叉斜裂缝，填充墙垮塌。有一六层框架建筑，每层均有填充墙，一层未见震害，二层震害最严重，三层次之，四、五层有轻微震害。有几栋七、八层框架结构，下设大底盘，底盘是两层，底盘上第二层（第四层）填充墙垮塌，底盘无填充墙、大玻璃窗，未见震害，室内吊顶掉地、办公桌倒地，底盘上一层（第三层）看不见，底盘以上从下至上震害依次减轻。
医院住院部检查完后，框架结构完好无损，可以入住。
医院检查的第二栋建筑是门诊楼。该建筑是四层砖混，两个楼梯，有一个楼梯高出屋面一层。该建筑物的震害：楼梯间墙体有竖向、斜向裂缝，突出屋面一层整体倾斜，四面墙体有单向、双向斜裂缝，顶部有水平裂缝，女儿墙掉落，角墙有掉落趋势，裂缝宽度较宽，是由数条裂缝组成。横墙上有单、双向、斜、水平裂缝，裂缝宽度小于1mm。鉴于楼梯间的震害，建议该建筑物暂不使用，待突出层拆除，其余处加固后再使用。以后检查的砖混结构的建筑物，有这样一个特点，建筑物层数为三、四层，一楼基本完好无损，二楼要么横墙破坏，单、双向斜裂缝，裂缝宽度约10mm，裂缝交叉处形成一个破碎区，有的已掉地，砖体在裂缝处断裂，纵墙完好；要么纵墙破坏（现象同前）横墙完好，三楼震害次之。第二个特点是窗下墙有单、双向斜裂缝，裂缝水平范围在窗洞宽度范围内，竖向范围在楼面与窗台之间，窗间墙有的有剪切缝，有的无。第一个特点说明地震波传递有方向性；第二个特点不知何故；第一个特点在办公楼、住宅楼均发现。
医院检查的第三个建筑物是行政办公楼。该建筑物本身未发现震害，在屋面上后加的砖柱、三角形钢屋架、瓦楞铁屋面，发现砖柱上、下端（窗高范围内，窗上下顶面）有沿灰缝贯通的水平裂缝，裂缝宽度小于0.3mm。该行政楼的一个圆形板形式楼梯未发现震害。此种砖柱、三角形钢屋架、瓦楞铁屋面在招待所发现一个垮塌，在机关车库发现砖柱（独立柱）上、下有水平裂缝。
医院检查完后，随后检查招待所。招待所由住宿楼、办公室组成。住宿楼为四层砖混结构，除塔楼—上人屋面楼梯间——破坏外，其余未发现震害。餐厅为两层砖结构，一层为三跨内独立砖柱、两侧为带壁柱的砖墙，层高约4.0m，二层一部分为会议室，一部分为轻钢结构，轻钢结构已垮塌。会议室装饰、吊顶已掉落，但结构完好。办公楼为三层砖混结构与餐厅相邻，一层为车库，底层为独立砖柱加外墙，二、三层为外走廊办公楼。除餐厅与办公楼抗震缝处有碰撞痕迹外，砖混结构未见震害。在别处也发现底层框架上为砖混，总层数为五、六、七层，也未发现震害或震害很轻。但是有这样一栋建筑—技校宿舍楼震害特别，从外观看该建筑为四层砖混结构，在两端的一个开间，一层外横墙开裂十分严重（数条缝组成一条缝），砖破碎缝为单向斜裂缝，怎么也分析不出裂缝产生的原因。在余震停止后，进一层一看，我就明白了裂缝产生之原因。原来，该建筑物两端一开间为砖混，中部一层为内框架，二～四层为内走廊的砖混结构。该建筑物除了上述之震害外，别处再无震害，特别是一层内框架完好（包括装饰）。
公辅建筑检查完后，就检查工业厂房。工业厂房最普遍的震害是山墙顶部倒塌最多，山墙偏离抗风柱，纵墙上部有局部倒塌，未倒塌裂缝也比较丰富。厂房的系杆、屋架上弦支撑掉地，厂房的檩条一端脱落，有几个厂房的柱间支撑弯曲，节点受损，砖柱厂房上柱破损。未发现钢筋砼排架结构及其屋架系统震害现象。框架厂房也未发现震害现象。
在检查运输部的厂房时，发现了两处砂土液化现象。一处在一个厂房内部，砂土冒出室内地坪，在室内沉积的土量为10m2,厚度小于10mm，厂房柱未发现沉降等震害。另一处发生在一个信号站，砂土液化使信号站（三层砖混）最大沉降达400mm，最小沉降30mm，未发现建筑物倾斜。室内地面鼓起，这说明该建筑物整体下沉。该建筑物上有裂缝。
总的来说，这次地震我所看到的建筑物震害是，非结构构件比结构构件破坏严重、砖混结构破坏最严重，砖柱轻钢屋面结构震害次之，其余结构几乎无震害，特别是底层框架结构（包括砖柱）。
经过这次地震灾害鉴定，原建筑违规处较多，可能是江油市原先抗震设防烈度为6度所致。从震害上看还有许多值得总结的东西，但是依靠震害来指导修补、完善现。行抗震理论的时代即将结束。下面就这次震害谈点个人想法，与同行商榷。
从震害上看地震波有方向性，往复强度不一样性，即地震波在某一个区域传递时，只沿某一个方向传递，在传递的过程中，在一个“周期”内，一个方向强，一个方向弱。在一个区域内，有的建筑是横墙破坏，有的建筑是纵墙破坏。墙体破坏有的表现为某一裂缝严重与之相应的另一个方向的裂缝不严重，甚至没有裂缝。即有许多破坏的墙仅出现单向斜裂缝。
从震害上看，地震波的传递有区域性。市区震害相对较轻，厂区震害相对较重。某几栋相邻的建筑震害较重，某几栋相邻的建筑震害较轻。特别是有两栋建筑相隔约30m，层数、层高、外观、平面形状、总图位置等一样，其中一个建筑震害较重，另一个建筑几乎无震害。
现行规范已经取消了的结构形式—底层框架，在这次地震中几乎无震害，完好无损。特别有一栋建筑，其结构为底层砖柱，也完好无损。现行规范取消的结构形式—底层内框架结构，在这次地震中几乎完好无损。还有一栋建筑底层有横墙，一纵墙，缺一纵墙，几乎未见震害。
根据板块假设，地震是地质板块剧烈运动的结果，是板块边界上应力释放的结果，从一个临界平衡状态走向另一个平衡状态。从一个平衡状积累到临界状态需要较长的时间。人类现在还不清楚这个积累的原因及积累的速度、影响积累速度的因素。根据地质板块变化现象可以认为同一地区发生同级地震的相隔时间为几百年至上万年。
从这次地震灾害上看，只要经住了第一次主震后的建筑物，在余震时也不会受损。这就是说，某一栋建筑物在主震后未达到破坏，在余震后也不会破坏。这次地震后，我检查大量建筑物，在隔了几天，发生了一次震中在江油的“6.4”级余震，之后，我再次去检查以前检查过的建筑，未发现受损。这说明了主震波的形态与余震波形态相似，导致了建筑物在余震下的建筑物地震反应小于或等于主震下的建筑物的地震反应。
现行抗震理论无法体现、隐含上述特点—地震的方向性、区域性、特殊的结构，它是用包络的方法、统计的概念研究建筑物的地震反应，它不针对某一次地震，某一栋建筑物研究建筑物的地震反应，它研究的只是在一个水平、一个概念，当条件被它掌握完之后，它也不能确定某一栋建筑物在某一次地震时的破损程度。人类现阶段认识地震波的几个方法—反应谱、频域、卓越周期—是无效的，导致了人类还未了解、掌握地震波的特点，也就是说人类还未认识地震波。人类现在也不知道所掌握（测取到）的地震波是否全面。现阶段，还没有掌握所有条件，因此，它的结果是多少，谁也没有数，在地震中，人们只能听天由命了。
新的抗震理论坚持建筑物地震反应由建筑物与地震决定，并且这个地震不是别处的地震，它是该建筑物基础上接受到的地震波。无论决定、影响地震波的因素有多少，归根到底建筑物地震反应的大小，由基础接受到的地震波与建筑物决定。地震不依震级划分，而依建筑物地震反应的大小而划分。研究地震波特性，其依据就是建筑物的地震反应，研究地震产生的原因，找到一个人类能感知得到量变参数，预报地震。进一步研究测取地震得方法，获得适应用各条件的地震波。
通过“汶川”地震，江油市地震灾害的检查，我认为，人类现阶段还未认识地震，现阶段的理论由于自己的错误失去了指导人类认识地震的作用。地震灾害还是悲惨的，地震对人类来说还是恐惧的，认识了的自然现象是简单的，未认识的自然现象是复杂的。让人类的生命丧失促使新抗震理论的诞生吧。