汶川地震中城镇为什么会跪倒？

 

汶川地震发生时，我们课题组的一个主要研究方向就是钢筋混凝土结构的抗震。

 

从唐山地震到汶川地震过了30多年，在这期间我国的建筑抗震设计规范经历了三版更新。对于混凝土结构，在钢筋尺寸、材料的强度上有各种各样的规定，目的是希望保证它在地震中不会出现这样的破坏。 

 

当我们都以为已经为下一次大地震做好准备的时候，汶川地震用一种非常残忍的方式把我们拽回了现实。

 

汶川地震中有大量的混凝土结构发生了倒塌，其中最重要的也是最普遍的一种破坏形式就是像这样的薄弱层倒塌。远看房子还挺好的，但是走近一看才发现，它们都是“跪着”的，底层已经没有了，被压扁了。

 

 

薄弱层倒塌通常发生在底层，但也有可能在中间层。

 

 

地震喜欢攻击结构最薄弱的部位，往往薄弱层已经完全垮塌了，其他楼层还基本完好，相当于这个结构没有像一个团队、一个整体一样一起来抵抗地震。

 

之所以说汶川地震刷新了我对地震的认知，是因为我们在课本里学到，在框架结构中，柱子是贯穿结构全高的构件，在地震中可以协调各个楼层的水平变形。所以柱子实际上是防止薄弱层倒塌的一个非常重要的，甚至是唯一的防线。

  

 

因此人们就设想，如果地震比较大，破坏不可避免的话，那么最好让破坏发生在梁上，比如像这个图里画的发生在梁的端部，而不要发生在柱子上，因为梁的破坏不会引起结构整体倒塌。

 

这就是上个世纪八九十年代，新西兰学者提出的“强柱弱梁”的抗震设计理念。这个理念被全世界主要的抗震国家采纳，包括我国。所以我们上学时教科书是这样写的，老师上课也是这样讲的。这使我们对此深信不疑，觉得只要实现强柱弱梁，框架结构就不会出现薄弱层倒塌。

 

但是实际上呢？美好的理想撞上了残酷的现实。我和我的老师以及很多同行们，在汶川地震现场的废墟里，没有看到一栋混凝土框架结构真正实现了强柱弱梁，不是发生了薄弱层倒塌，就是破坏部位发生在了柱端，而不是梁端。

  

 

到底哪里出了问题？汶川地震半年以后，我们发表了一篇文章，细数了强柱弱梁无法实现的八大原因。当然具体说起来就比较复杂了。

 

总而言之，框架结构在地震中要面对非常多的不确定性，地震是不确定的，结构在遭受地震时的状态也是不确定的。在这种情况下，想实现强柱弱梁几乎是一个不可能完成的任务。