1999年是名符其实的地震年,在全世界范围内先后发生了包括哥伦比亚、印度、土耳其、菲律宾、墨西哥以及中国台湾大地震在内的多次强烈地震,有近两万人在这些地震中丧生,还有更多的人受伤和无家可归。其中破坏最为严重的是1999年8月17日发生在土耳其西北部人口稠密地区的伊兹米特地震和1999年9月21日发生在中国台湾省的集集大地震。

    一、土耳其和台湾地震频发的原因分析

    一般认为,地球表面的岩石层由几大板块组成,这些板块由于其下面岩流层的对流运动而作刚体运动,从而引起板块之间相互的挤压和冲撞等作用而产生地震。世界上的地震主要集中分布在环太平洋地震带和地中海南亚地震带。这两个地震带均处于板块的交界地区。由板块学说可知,土耳其和台湾均为地震频发地区,但今年发生的土耳其和台湾大地震又属于不同地壳板块活动类型,土耳其大地震是欧亚大陆板块、非洲大陆板块和阿拉伯板块错向平移造成的,而台湾大地震则是欧亚大陆板块与菲律宾板块上下挤压的结果。东京大学菊地教授指出,这次台湾大地震源于活断层移动,属于直下型浅源地震。这次地震破坏规模南北方向长达80km,且发生在就寝时间带,因而伤亡惨重。引发台湾“9·21”大地震的车笼埔活断层,原长约50km,经历这次大地震后,断层破裂长度超过80km,可能成为全球突出地表长度最长的裸露断层。车笼埔断层北端错动幅度,水平向左移达10m,垂直位移达4m。比较这两次地震造成的破坏性后果以及其后接连发生的日本、菲律宾、马来西亚、尼泊尔地震的情况来看,全世界可能进入了一个新的地壳不稳定期以及地震频发阶段。

    二、地震引起的损失

    土耳其大地震和台湾大地震均造成了巨大的人员伤亡和经济损失。同时给经历过地震的人们留下了巨大的心理创伤,这种心理阴影可能会延续几十年甚至一生。土耳其大地震造成了1·2万多人死亡,经济损失高达85亿美元。台湾大地震造成2400多人死亡,近万人受伤,几十人失踪,近十万人无家可归,经济损失达上千亿新台币;同时地震引起的设备损坏及因地震引起的停电对台湾的芯片生产产生了很大的影响,导致全世界范围内芯片价格的短期上扬。

    三、关于抗震救灾的思考

    地震专家认为,如果房屋设计规范的实施得到保证,同时民众在地震中合理地进行自救和互救,土耳其大地震的死亡人数是可以大大减少的。但由于设计规范未得到很好的执行,加之建筑商的贪婪和官员的腐败,以及人们对地震知识的缺乏,从而加大了地震造成的损失。为了减少地震带来的损失,可从以下几方面着手:

    1·关于合理设计和高质量施工的重要性

    虽然从20世纪60年代中叶起,世界各国开始有计划地进行地震预报工作。在经过30多年的努力,各国地震专家已积累了大量的前兆震例资料,在地震的长、中期预测上取得了不少进展;但对地震的短期预报和临期预报仍然非常困难。因而保证和提高建筑物的抗震性能,就显得尤为重要。

    (1)合理设计的重要性　土耳其和台湾地震引起的结构破坏,对我们现行设计有如下启示:

    (a)竖向地震作用的影响。在进行一般的结构设计时,通常不考虑竖向地震作用,仅考虑水平地震作用。而对于这次台湾发生的直下型浅源地震,建筑物的破坏主要由竖向地震作用引起,因而竖向地震作用不可忽略。在今后的一般结构设计中,应酌情考虑竖向地震作用的影响。当然,考虑竖向地震作用会带来工程造价的提高,这就需要进行优化,即把某一地区“直下型浅源”地震发生的概率及可能造成的生命财产损失,与不考虑竖向地震作用节约的工程造价进行比较和优化,寻找最合适的设计方法。

    (b)短柱效应。校园建筑的短柱效应以及由填充墙和楼梯引起的短柱效应引起重视,国内一般很少考虑由于填充墙造成的短柱效应,因而没有采取相应的构造措施而留下了隐患。

    (c)鸡腿效应。鸡腿效应在1995年阪神地震中就曾引起广泛的关注。从土耳其和台湾地震造成的破坏来看,竖向刚度变化较大的结构在地震作用下往往容易产生较大的破坏,如台湾松山宾馆就因为底层的12根柱被抽掉导致了大楼在地震中整体倒塌。因而在需要采用转换层进行结构转换时,应优先考虑引起结构竖向刚度变化较小的转换层。

    (d)酌情提高结构设计的安全度。随着经济的进一步发展,在可能的条件下,我们应考虑适当增加我国设计规范的安全储备[2]。

    (2)施工质量的重要性　在土耳其和台湾大地震中,民众伤亡惨重的一个重要原因是不法建筑商的偷工减料。在伊斯坦布尔,倒塌的房屋大都是郊区近几年新建的楼房,老城的旧房反而很少倒塌,这是由于近年来不法建筑承包商为了赚取更多的差价而购买质量较差的建筑材料,并盲目追求施工进度所致。这进一步说明了施工质量对房屋抗震性能的重要性。土耳其有的建筑商竟在混凝土中使用海砂,致使其所建房屋的1/6在这次大地震中倒塌,这是一个惨痛的教训;台湾9·21大地震塌毁的逾千幢楼房中,也发现不少柱子中用油罐充钢筋、以发泡胶充水泥等可怕现象。我们必须十分重视这些问题,以减少未来地震中可能造成的损失。

    (3)严肃认真监督机制的重要性　鉴于土耳其和台湾大地震的教训,为了提高结构的抗震性能,减少地震造成的损失,我们应加强和完善监督机制。对工程的立项、设计和施工诸环节均应进行严肃认真的监督,同时想方设法提高各环节人员的素质。

    2·关于震后的救援

    地震发生后救援效率的高低对地震造成的生命和财产损失有极大影响,同时应注意对二次灾害的控制和防止。地震发生后,应通过发放关于建筑物破坏外在特征的简图,使民众能及早发现建筑物潜在的危机,防止二次灾害。土耳其大地震后,政府反应缓慢,延误了许多宝贵的救援时间。对地震可能引发的水灾、火灾、爆炸、剧毒、放射性污染等次生灾害根本不设防,加大了地震造成的损失;而台湾大地震后,台湾救灾体系的低效率也表露无遗。另外,缺乏专门的救灾器械和救灾技术,也是导致救援效率低下的原因之一。因此我们应进一步完善抗震救灾体系,以防患于未然。

    3·关于减少震害

    为了减少震害,应保证现有设计规范得到切实的贯彻执行。通过对地震和抗震防灾知识的宣传,来提高全民的防震意识及地震发生后的自救和互救能力。对重要的生命线工程必须提高其抗震性能。地下水、电力、煤气管道、通讯设施、道路一旦遭到破坏,城市将陷入瘫痪,从而加大救灾的难度,因而应继续加强城市和区域防震减灾的研究和实践[3]。同时应积极进行新的结构抗震体系的研究,在这方面已取得了一定进展[4][5]。另外,我国在工程结构隔震、减震和震动控制等研究领域也取得了明显的进展[6]。我国在地震区有量大面广的农村房屋的抗震性能也应引起足够的重视。农村建房一般未采取抗震构造措施,建筑物整体性差。如纵墙与横墙分片砌筑,砂浆强度低,墙角处无拉接钢筋,檐口无圈梁,也未设构造柱,这些均大大降低了房屋的抗震性能[7]。为了减小震害,应在不加重广大农民负担的前提下,合理提高农村房屋的抗震性能。同时应保证我国城市中大量砖混住宅建筑,具有与设防烈度相一致的抗震性能。

    另外应当提出的是,一些住户在房屋装修过程中使房屋主体结构受到了程度不同的破坏,甚至砖混结构的承重墙也被打掉,这是十分危险的。应对这种不安全的行为应严加制止,同时对住户进行正确的指导。

    4·关于灾后重建

    大地震发生后,如何有效迅速地进行灾后重建是一个需要很好研究的课题。经济地重建、生理创伤的医治,尤其是医治地震造成的巨大心理创伤,都需要经过巨大的努力。灾后重建应以政府为主导,依靠全社会的力量,同时应重视社区组织的重大作用。

    四、结语

    通过对土耳其地震和台湾大地震灾难性后果的总结和分析,引起我们对建筑工程设计和施工中一些问题的重视,同时对工程中存在的腐败现象有一定的认识,并想方设法加以杜绝,以防患于未然,不让唐山大地震的悲剧重演。