遼寧省縣級以上城鎮(zhèn)建筑物抗震性能分析研究

王麗莉 唐 喆 任 雪 李 瑩 孫 藝

(遼寧省地震局，遼寧 沈陽 110034)

0 引言

遼寧省是全國的重工業(yè)基地，同時又是地震活動較頻繁的省份，尤其是我國東部地震活動最強烈的地震帶—郯廬地震帶從遼寧省中部城市群通過，使城市的地震危險性增加，因此，加強城市防震減災(zāi)工作是保護人民生命財產(chǎn)安全、維護社穩(wěn)定、全面建設(shè)小康社會和構(gòu)建和諧遼寧的重要舉措。在遼寧省防震減災(zāi)“十一五”規(guī)劃中所提出的總體目標是：“我省大中城市和城市群、經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)基本具備抗御6級左右，相當于各地區(qū)地震基本烈度的地震能力，到2020年防震減災(zāi)綜合能力基本達到中等發(fā)達國家水平”。

為了逐步實現(xiàn)這一目標，遼寧省地震局“十一五”期間，開展了遼寧省縣級以上城鎮(zhèn)抗震性能普查，目的是全面了解我省縣級以上城鎮(zhèn)建筑物的抗震性能，對我省大中城市未來可能發(fā)生的地震災(zāi)害及其社會影響進行預(yù)測，為震前預(yù)防、震時應(yīng)急和震后救災(zāi)提供科學(xué)依據(jù)，為各級政府對抗震救災(zāi)工作的指揮和決策提供依據(jù)。同時也為今后城市規(guī)劃、建設(shè)提供技術(shù)支持。

2007年，遼寧省開展了對縣級以上城鎮(zhèn)建筑物狀況的普查項目。這是我省歷史上開展的首次大面積的房屋普查工作，在全國各省級地震系統(tǒng)中也是首先開展這項工作的。在項目的實施過程中，從建筑物結(jié)構(gòu)分類、建筑年代、用途、現(xiàn)狀等幾個方面，對全省14個地級市和44個縣（市）的城區(qū)范圍內(nèi)的所有建筑物及其人口、資產(chǎn)等相關(guān)信息進行了全面野外實地普查。得到了遼寧省縣級以上城鎮(zhèn)建筑物的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，經(jīng)匯集整理，建立了遼寧省縣級以上城鎮(zhèn)建筑物數(shù)據(jù)庫，建立了遼寧省城鎮(zhèn)房屋建筑物信息管理系統(tǒng)，為各級政府的防震減災(zāi)工作提供依據(jù)。

1 遼寧省縣級以上城鎮(zhèn)建筑物基本狀況

由于我國地域遼闊，各地區(qū)的房屋建筑差別很大，在實際普查中，按照GB/T19428-2003《地震災(zāi)害預(yù)測及其信息管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》要求，將城鎮(zhèn)建筑物分成高層建筑、多層鋼混、多層砌體、單層民宅和其他建筑物五種建筑物，以上五種建筑物分類可以滿足普查的分類要求。這次全省縣級以上城鎮(zhèn)房屋普查工作，就是按照上述房屋建筑物分類進行的。經(jīng)統(tǒng)計，在所進行的14個市44個縣的城鎮(zhèn)房屋普查結(jié)果中，我省的城鎮(zhèn)建筑物（普查工作區(qū)內(nèi)建筑物）共85353萬m2，其中：高層建筑為8124萬m2，占建筑物總數(shù)的10%；多層鋼混為10314萬m2，占建筑物總數(shù)的12%；多層砌體房屋為51550萬m2，占建筑物總數(shù)的60%；單層民宅為13084萬m2，占建筑物總數(shù)的15%；其他建筑物為2278萬m2，占建筑物總數(shù)的3%，如圖1所示。

經(jīng)統(tǒng)計，全省縣級以上城鎮(zhèn)房屋建筑物的總面積為85353萬m2，其中用于商務(wù)辦公的房屋占31%；民用居住的房屋占69%。人均居住面積范圍在每人16m2到46m2之間；公用建筑面積范圍在每人8平方米到46m2之間，圖2給出了全省縣級以上建筑物按用途劃分的基本情況。在這些建筑中，樓房（二層以上建筑物）為69988萬m2，占建筑物總量的82%，由于平房的建筑年代很難確定，加上大部分為民宅建筑物，一般在建設(shè)中不作抗震設(shè)防考慮，所以，本次普查中不對平房的建筑年代進行普查，而只對二層以上的樓房的建筑年代進行普查。在全省縣級以上建筑物面積中，1979年以前的建筑物面積為8297萬m2，占建筑物總面積的10%；1979～1989年的建筑物面積為24488萬m2，占建筑物總面積的29%；1990～2000年的建筑物面積為36099萬m2，占建筑物總面積的42%；2001年以后的建筑物面積為16470萬m2，占建筑物總面積的19%。圖3給出全省縣級以上建筑物按年代劃分的基本情況。全省房屋建筑物中有96%為完好，但是有4%的房屋為開裂、腐蝕、歪閃、地基下沉、變形等狀態(tài)，大約為3504萬m2，圖4給出全省縣級以上建筑物按使用現(xiàn)狀劃分的詳細情況。

圖1 全省縣級以上建筑物建筑結(jié)構(gòu)統(tǒng)計（萬m2）Fig.1 Architectural structure statistical diagram of buildings above the county level in Liaoning Province

圖2 縣級以上建筑物用途分類統(tǒng)計（萬m2）Fig.2 Object classification statistical diagram of buildings above the county level

圖3 全省縣級以上建筑物建設(shè)年代統(tǒng)計（萬m2）Fig.3 Design age statistical diagram of buildings above the county level in Liaoning Province

圖4 全省縣級以上建筑物現(xiàn)狀統(tǒng)計（萬m2）Fig.4 Current situation statistical diagram of buildings above the county level in Liaoning Province

2 全省建筑物抗震性能普查結(jié)果分析

通過對全省縣以上城鎮(zhèn)建筑物情況普查了解到，64個縣級以上城市建筑物總面積達到85353萬平方米，其中高層房屋建筑占總面積的10%，多層鋼筋混凝土建筑占總面積的12%，多層砌體房屋占總面積的60%，單層民宅占總面積的15%，其它建筑占總數(shù)的3%。全省1979年以前的建筑為8297萬平方米，占總數(shù)的9.6%，全省1990年以后的建筑物比例較大，約占總數(shù)的62%，1979～1989年間的建筑比例較大，約占28.4%，有破損的房屋面積達到4939萬平方米，占總面積的5.7%。

在全省縣級以上城市建筑物抗震性能普查工作中，我們采用建筑物類型、建筑物年代和建筑物現(xiàn)狀等三個宏觀指標作為對建筑物抗震性能進行鑒定的標準，這3個指標是很粗略的，所以，對建筑物抗震性能也只能粗略地作鑒定。根據(jù)實際調(diào)查結(jié)果和已有的經(jīng)驗，將建筑物的抗震性能分為以下4個等級，即好、較好、中等和差，它大體與規(guī)范所定義的震害等級相對應(yīng)，不同的是，“差”包含了嚴重破壞和毀壞。

好：是指在發(fā)生中等強度破壞性地震時(一般為Ⅶ-Ⅷ度)，建筑物能保持完好。對于建于1990年以后的高層建筑和多層鋼筋混凝土房屋，可以認為其抗震性能是好的。

較好：是指在發(fā)生中等強度的破壞性地震時，建筑物能保持基本完好或者只有極少數(shù)的輕微破壞。1990年以前建筑的高層建筑和多層鋼筋混凝土房屋以及1979年以后建的多層砌體磚混房屋，其抗震性能是較好的。

中等：是指在發(fā)生中強度破壞性地震時部分建筑物可能發(fā)生中等程度破壞，多數(shù)建筑有輕微破壞。1979年-1989年或者1979年以前未破損的多層磚混房屋、單層民宅和其它建筑均屬抗震性能中等的建筑。

差：是指在發(fā)生中等強度破壞性地震時，可能發(fā)生嚴重破壞或毀壞的建筑。1979年以前建的有破損的單層民宅和其它建筑物，極少數(shù)破損較嚴重的多層砌體磚混房屋均屬抗震性能差的建筑。

通過對縣級以上城市抗震性能的普查，全省抗震性能好和較好的建筑達到51000萬m2,占總建筑面積的61%。性能中等的面積占總數(shù)的33%，抗震性能差的建筑較少，約5326萬m2,只占總數(shù)的6%。具體到各個市縣，上述各類房屋面積有一定差別，其中抗震性能好和較好房屋的比例以鞍山市為最高，其次是沈陽、大連、盤錦等市。好和較好房屋比例最小的是撫順市，這類房屋只占總數(shù)的32%?？拐鹦阅懿畹姆课葺^多的城市是遼陽市、朝陽市和鐵嶺市，所占比例達到9%。沈陽市、鞍山市抗震性能差的房屋較少，只占總數(shù)的5%左右。

具體到不同地級市所轄的縣（市），不同抗震性能建筑物的面積相差也很大。有的縣城，如喀左縣、西豐縣、康平縣等，抗震性能差的房屋比例可高達12%-13%。有的縣城抗震性能差的房屋較少，例如臺安縣和東港市?？偟内厔菔?，經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的城市，抗震性能好的房屋較多，抗震性能差的建筑相對較少?？h城建筑物的抗震性能總體上不如地級以上市的市區(qū)或市轄區(qū)。

3 縣級以上城鎮(zhèn)防震減災(zāi)對策與建議

本項研究僅對縣以上城鎮(zhèn)進行了建筑物抗震性能普查，因此本文只討論有關(guān)建筑物的抗震防災(zāi)對策，建筑物抗震防災(zāi)對策包括抗震設(shè)防對策和抗震加固對策。遼寧省防震減災(zāi)“十一五”規(guī)劃總體目標提到：“我省大中城市和城市群、經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)基本具備抗御6級左右，相當于各地區(qū)地震基本烈度的能力，到2020年防震減災(zāi)綜合能力基本達到中等發(fā)達國家水平”。為了實現(xiàn)這一目標，我省64個縣級以上城鎮(zhèn)必須制定相應(yīng)的城市防震減災(zāi)對策，對建筑物而言，首先是要制定合理的抗震設(shè)防標準，我省64個縣以上城市處在不同的地震設(shè)防區(qū)，按50年超越概率10%的水平，有的市處在小于0.05g區(qū)（相當于小于Ⅵ度區(qū)），有的城市處在0.20g區(qū)（相當于烈度Ⅷ度區(qū)）。設(shè)防水準的跨度較大，按照“十一五”規(guī)劃的要求，結(jié)合已有地震動參數(shù)區(qū)劃圖，我們認為應(yīng)該在考慮各市所處不同地震環(huán)境的基礎(chǔ)上，適當提高某些城鎮(zhèn)的抗震設(shè)防水準，以提高全省城市總體抗震防災(zāi)能力。具體的抗震設(shè)防對策是，東港市和普蘭店市現(xiàn)處在0.20g區(qū)，其設(shè)防水準不變。將沈陽市區(qū)（含遼中縣城）、大連市內(nèi)4區(qū)、經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、金州區(qū)、旅順口區(qū)的抗震設(shè)防水準提到0.20g（即相當抗震御6級左右地震或Ⅷ度地震的水平）。因為沈陽市和大連市是全省經(jīng)濟最發(fā)達的特大型城市，保證這兩個城市的安全對確保我省的國民經(jīng)濟發(fā)展有重要作用，符合“十一五”防災(zāi)規(guī)劃的要求。對于位于中部城市群，而且在區(qū)劃圖上處于0.1g區(qū)的大、中城市，如鞍山、遼陽、盤錦、撫順、鐵嶺、開原、昌圖等市可將設(shè)防水準從0.1g提高到0.15g。朝陽市和北票市、建平縣處在遼西重點地震監(jiān)視區(qū)內(nèi)，其設(shè)防水準也可以從0.1g提高到0.15g。對處在0.05g區(qū)的城市，例如阜新市、錦州、本溪、葫蘆島市等城市其抗震設(shè)防水準可從0.05g提高到0.10g，以上各市周邊的縣級市也可以參照此設(shè)防標準相應(yīng)提高。我省的新賓、桓仁等3個縣城處在小于0.05g的不設(shè)防區(qū)，為了確保以上縣城的安全，其抗震設(shè)防標準可提高到0.05g。適當提高我省縣以上城鎮(zhèn)的抗震設(shè)防標準不僅對增加全省城市的整體抗震能力有利，而且也是符合省內(nèi)的實際情況，因為我省有80%的地域曾遭受過Ⅵ度以上地震影響。提高城市抗震設(shè)防水準必然會使建設(shè)投資增加，但影響不會太大。從縣以上城鎮(zhèn)抗震性能普查的結(jié)果來看，全省抗震性能差的建筑只占總建筑量的6%左右，這些建筑物隨著城市的發(fā)展，早晚要被新的建筑物替代，這類建筑可以按規(guī)劃要求進行改造或拆遷?？拐鹪O(shè)防水準的提高主要針對新建和改擴建工程。由于改造或拆遷的建筑物數(shù)量不多，所以，投入的建設(shè)資金增加幅度也不會太大，尤其對于經(jīng)濟發(fā)達的大、中城市更沒有太大的影響。

提高城市建筑抗震防災(zāi)能力的另一個重要對策是抗震加固。即按當?shù)氐目拐鹪O(shè)防標準對已有的建筑進行加固。在采取抗震加固之前，需要進行抗震決策分析，從縣以上城鎮(zhèn)抗震性能普查結(jié)果來看，高層建筑和多層鋼筋混凝土建筑，因建設(shè)時間較晚，同時又考慮了抗震設(shè)防，其抗震性能是好的和比較好的，一般不需要進行抗震加固。而需要加固的只是抗震能力中等的多層磚混房屋和一些單層廠房以及極少數(shù)具保留價值的古建筑。這類房屋的數(shù)量不是太多，只占全省總建筑總面積的34%左右，通過在加固之前的決策分析，又可以去掉許多由于不值得加固的建筑，剩下需要進行抗震加固的建筑只是其中的一部分，數(shù)量不太大，所以涉及的抗震加固經(jīng)費也不會太多。對抗震性能差的建筑應(yīng)按新設(shè)防標準進行重建或改建。對數(shù)量不大的抗震性能中等的房屋作加固處理是城市防震減災(zāi)中應(yīng)采取的對策。

總之，通過對已有建筑抗震性能的普查，找出了城市建筑抗震的薄弱環(huán)節(jié)，再加上采取合理的抗震設(shè)防和抗震加固對策，我省縣以上城鎮(zhèn)整體的抗震能力一定會有明顯的提高。

4 結(jié)語

建筑物抗震性能分析研究是基于遼寧省縣級以上城鎮(zhèn)建筑物普查及農(nóng)村民居普查基礎(chǔ)上進行的，本文所做的統(tǒng)計分析及計算方法均是在以上工作的基礎(chǔ)上進行的。本項研究中數(shù)據(jù)的普查與收集是在遼寧省地震局機關(guān)各業(yè)務(wù)處室、局屬事業(yè)單位、各市、縣地震局的工作人員共同努力下完成的?？偟膩碚f，本項工作成果是遼寧省地震戰(zhàn)線科技人員共同勞動的結(jié)晶。在這里對參與本項研究的所有地震工作人員表示衷心的感謝！

［1］遼寧省縣級以上城鎮(zhèn)建筑物普查報告[R].2007.

［2］GB/T 19428-2003地震災(zāi)害預(yù)測及其信息管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范[S].

［3］尹之潛，楊淑文.地震損失與分析設(shè)防標準[S].地震出版社，2004.

［4］地震災(zāi)害損失預(yù)測系統(tǒng)計算原理與使用手冊[S].中國地震局分析預(yù)報中心，1999.

［5］遼寧省地震研究所.盤錦市震害預(yù)測報告[R].2008，3.

［6］廖旭，等.鞍山市抗震設(shè)防區(qū)劃與震害預(yù)測研究[M].地震出版社，2006.