“在钢筋混凝土结构的建筑物中，使用不同的钢筋布置方法，建筑物在地震中的变形能力是不同的。如果建筑物的变形能力强的话，在遭遇地震时，结构虽然被损坏，但它不会垮掉，成为一堆碎砖石；或者它能延长倒塌时间，不会一下子全部垮塌，让里面的人根本没有反应的时间，没有跳生机会。”同济大学副教授蒋欢军说。

 

今年年初，蒋欢军的研究项目“钢筋混凝土结构基于位移的地震损伤控制设计研究”得到了国家自然科学基金的资助，这项研究的目标之一就是通过改变建筑物中钢筋混凝土的结构来提高它的变形能力，提高抗震性能。

 

据介绍，房屋建筑按主体结构所采用的材料类别，可分为生土建筑、砌体结构建筑、钢筋混凝土结构建筑、钢结构建筑等，其抗震能力也依次增强。目前生土建筑房屋在个别农村地区仍然存在，这种房屋极易遭地震破坏。砌体结构（俗称砖混结构）以材料经济，施工技术、管理、维护简便等优点成为我国应用广泛的建筑类型，但它强度较低、抗震性能差。近年来，钢管或钢筋混凝土结构以其在结构性能和施工工艺上的众多优点而成为高层建筑结构体系中的重要形式。这种结构以其稳定承载力高，节点构造简单、连接方便、抗弯性能好和耐火性能好等优点日益受到工程界的重视。

 

“在地震频繁发生的日本，砌体结构已经不允许在城市使用。在我国上海、北京等一些大城市，也不允许使用砌体结构，但四川汶川等地方还是有很多砌体结构的房屋。”蒋欢军介绍说，砌体结构建筑时先用砖把墙砌起来，然后把预制板架上去，预制板由于不能和墙体很好地结合，在地震中很容易倒塌，这种结构的建筑在唐山大地震时也倒塌很多。现在城市采用砌体结构也是将楼板现浇筑，使砌体的墙体有效地连接，同时墙体还要加上水泥浇筑的柱子，把它整个箍住。

 

“通过一些结点上的改变及混凝土中钢筋布置方法的不同来改变建筑物变形能力的方法，目前已开始应用在一些建筑物上。比如，通过向混凝土梁、柱两端加箍筋的方法，可以明显提高结构的变形能力。也就是说，在混凝土结构的梁、柱子或其他构件的端部，用一些箍筋做一些加密区，就能提高变形能力，制造更多求生机会。”蒋欢军说，“这项研究主要是想搞清钢筋混凝土结构中的框架结构，钢筋混凝土结构中的梁、柱等在地震中的状态和对应的损伤等级划分，以及钢筋混凝土结构变形能力的计算。”

 

搞清建筑物结构在地震破坏中的损毁程度关系，就可以在建筑物设计时知道它在多大等级地震中，受到什么程度的破坏。“不同的建筑，对它的抗震等级要求就应该不同。有些建筑对安全目标的要求相对高些，像学校、医院，一些人群集中的地方，设计时就应该要求更高的等级。这次汶川地震中一些学校、医院的建筑倒塌很严重，就反映出我们在这些方面的不足。”

 

“对抗震能力要求高的建筑，一是材料上采用好的建材，二是结构和布置上采用更合理的构造措施。”蒋欢军说，“在梁、柱两端加箍筋，从而提高变形能力的方法我们已经比较明确，已经从定性的角度上掌握了这一方法，但用多大的箍筋量，到底怎样配置，能提高多少变形能力百分之多少，加多少箍筋效果最理想，等量化的关系我们还不太清楚。这也是我们下一步的努力方向。”