专家解释:地震为何对建筑物破坏力巨大

5月12日14时28分，我国四川汶川发生了一次历史罕见的大地震，震级达到里氏8级，最大烈度达到11度。   

    强烈地震突如其来，顷刻间，房屋大面积倒塌，造成人员伤亡惨重。截至目前，这次地震已造成650多万间房屋倒塌，2300多万间房屋损坏，北川县城、汶川县映秀镇等部分城镇夷为平地。   

    地震对于建筑物为何会拥有如此巨大的破坏力？地震中决定房屋损毁的因素究竟有哪些？灾区新建房屋应当注意哪些问题？记者带着这些问题，采访了我国建筑领域的专家——清华大学建筑设计研究院副总工程师马宝民、贺小岗。   

    记者：人们常说，地震来袭时地动山摇，房屋随之倒塌。那么，地震到底是以什么方式来破坏建筑的？   

    专家：用“地动山摇”“山崩地裂”来描述地震到来时的情形一点也不过分。由于建筑物依附在地球表面，建筑物受地震破坏的方式主要受地震波的传播方式影响。简单地说建筑物破坏有三种方式：上下颠簸、水平摇摆、左右扭转。多数时候，还是三种方式的复合作用。   

    地震波传播方式有纵波、横波、面波，由于地球表层岩性的复杂性，传播过程中也会出现像激流中“漩涡”的复杂情况。   

    纵波使建筑物上下颠簸，力量非常大，建筑物来不及跟着运动，使底层柱子和墙突然增加很大的动荷载，叠加建筑物上部的自重压力，若超出底层柱、墙的承载能力，柱、墙就会垮掉。底层垮掉后，上面几层建筑的重量就像锤子砸下来一样，又使第二层压坏，发生连续倒塌，整个建筑直接“坐”下来，原来的第三层瞬间变为“第一层”。   

    面波使建筑物水平摇摆，相当于对建筑物沿水平方向施加了一个来回反复的作用力，若底部柱、墙的强度或变形能力不够，就会使整栋建筑物向同一方向歪斜或倾倒，在震区常常看到这种现象。   

    第三种作用是扭转。引起扭转的原因是有的地震波本身就是打着“旋儿”过来的，也有的情况是因为面波到达建筑物两端早晚的时间差引起的。这种情况引起建筑物扭动。建筑物一般抗扭能力较差，很容易扭坏。震区有的房子角部坍塌，多属这种情况。   

    一旦碰到上下颠、左右摇、扭转，三种方式共同发生，破坏力就更加可怕。在离震中较近的范围，往往三种方式交织作用，所以破坏力很大。   

    此外，每个建筑物都有自己特定的自振频率，如果这个频率与地震作用的频率接近，还会引起类似共振的效应，那样带来的破坏力就更可怕了。   

    还有一种破坏形式叫“液化”。如果建筑物基底是粉细沙，房子建在上面，当大地摇动时，沙粒向旁边跑，房子就会往下沉，引起倾斜甚至倒塌。唐山地震时，很多房子就是这样损毁的。这次汶川地震没有出现“液化现象”，但由于山体不稳引发的滑坡却很多，许多建在山坡上或山脚下的房子就是这样损坏的。   

    记者：在这次地震中，大量建筑物受到毁灭性破坏，这究竟与地震的震级有关系呢？还是与烈度有关系？   

    专家：我们先要搞清震级和烈度两个概念，不少人弄不清楚。震级和烈度是两个不同的概念。震级是用来衡量一次地震释放能量的大小，烈度是描述地震引起的破坏程度。一次地震只有一个震级，但烈度不止一个，一般情况下离震中越近破坏越大，烈度就越高，远离震中烈度减小。例如唐山地震，震中区烈度是11度，影响天津是8度，影响北京是6度。   

    有的人说某建筑能抗几级地震，这个说法是不对的。应该说，某建筑物的设防烈度是多少度。   

    建筑物的受损情况除了与震级作用大小有关外，还跟场地条件、设计、施工等多种因素有关。   

    记者：您刚才谈到建筑物的设防烈度。那么，我国对建筑物的抗震设防标准是如何规定的？四川地震灾区执行的是什么标准？   

    专家：我国1989年以后制订的《建筑抗震设计规范》的设防目标要求建筑物做到“小震不坏，中震可修，大震不倒”。所谓“大震不倒”是指地震发生时，实际地震烈度比抗震设防烈度高1度到1.5度时，建筑物应当不倒塌。汶川和都江堰按现行规范的设防烈度都是7度。这次地震对这两个地方的影响都超过了7度。我看到过一个资料说都江堰达到了9度，汶川更高，映秀达到11度，超过“大震”设防烈度很多。