背景:4月25日下午2點11分,尼泊爾中部地區發生8.1級地震,截止日前4月28日統計遇難人數已經達到5057人。被聯合國教科文組織列入世界遺產的杜巴廣場被夷為平地;9層樓高的名塔達拉哈拉塔(Dharahara)只剩下一處殘垣。垮塌的建筑令尼泊爾損失慘重,那么在中國,自汶川地震、雅安地震之后建筑界對高強度鋼筋的應用又是如何呢?
尼泊爾脆弱建筑添傷亡
尼泊爾是全球地質活動最頻繁的地區之一,震中靠近尼泊爾人口最稠密的首都——加德滿都損失尤為慘重,在地震發生后的4小時內,至少發生14次4級以上余震,造成巨大人員傷亡,盡管余震的破壞力遠低于先前強震,但由于不少沒有完全損毀的房屋結構已遭破壞,這就造成在余震中發生坍塌,釀成二次傷亡。
尼泊爾老建筑是用當地材料造的,一般都是木材和四角加固的石料。這是從前的習慣,博克拉地區的村莊就是使用這種抗震建筑的典型。但最近的新建筑一般都是磚砌或者是用混凝土的房梁和柱子搭架并用磚頭填充的網狀結構,這種建筑方式在加德滿都和博克拉尤其多見。加德滿都應該多用土作為建筑材料,因為這里遠離震中,有很多高樓。地震波擴散時,離震中越遠,高層建筑就越吃力,四層以上的樓房就開始坍塌。
世界建筑專家雷格米博士指責說,“尼泊爾建筑質量差的一個主要原因,是建筑材料質量不達標。”他表示,“尼泊爾建筑所用的材料,從水泥到鋼材,都是低質量,連最基本的標準都沒達到。尼泊爾絕大多數廠商制造的鋼材都是低級、劣質的,這些劣質鋼材非常容易生銹。”尼泊爾國家地震科技學會的專家相信:根本無需高烈度的地震,一場小震就可以把尼泊爾很多房子震塌。
如今的尼泊爾馬路已成一片廢墟,他們還沒來得及欣賞的美景,已經被上天收回,還沒享受生命的美好,就已遠離人世。聲聲嘆息之后,也勾起了筆者回憶中國汶川地震后帶來的種種教訓。
國內高強度鋼筋的應用
2008年“5.12汶川大地震”,2010年“414青海玉樹地震”,以及2013年發生的“420雅安地震”,這一樁樁慘痛的傷亡代價,把人們的關注聚焦在房屋的抗震問題上。其中,2012年1月5日住房和城鄉建設部、工業和信息化部聯合出臺了<<關于加快應用高強鋼筋的指導意見>>。高強鋼筋是指抗拉屈服強度達到400兆帕級及以上的螺紋鋼筋。文件具體要求概括為以下幾點:
第一,淘汰HRB335級螺紋鋼筋。文件明確指出至2013年底,在建筑工程中淘汰335兆帕級螺紋鋼筋。
第二,廣泛使用400兆帕級鋼筋。文件要求至2015年底,高強鋼筋的產量占螺紋鋼筋部產量的80%,在建筑工程中使用量達到建筑用鋼筋總量的65%以上。
第三,積極推廣HRB500級螺紋鋼筋。在應用400兆帕級螺紋鋼筋為主的基礎上,對大型高層建筑和大跨度公共建筑,優先采用500兆帕級螺紋鋼筋,逐年提高500兆帕級螺紋鋼筋的生產和使用比例。HRB500螺紋鋼筋在強度、延性、耐高溫、低溫性能、抗震性能和疲勞性能等方面均比HRB400有很大的提高,主要用于超高層建筑、高層、大跨度橋梁等高標準建筑工程,是國際工程標準積極推薦并已在發達國家廣泛使用的產品。據Mysteel調查,400兆帕及以上高強鋼筋比例應由40%提高到80%。
而目前HRB500及以上牌號的高強度鋼筋在建筑領域的應用卻并不廣泛,據我網2014年對全國26個省、直轄市,226家鋼廠調查發現,目前國內624條建筑鋼材產線,涉及建筑鋼材產能共4.6億噸,產量共計3.68億噸,其中HRB500及以上牌號的高強度鋼筋產量占比不足5%,鑒于目前地球已進入震動模式,后期市場對高強度鋼筋的需求或將逐步邁入新階段。
高強度鋼筋在節能減排方面的重要性
鋼筋是我國鋼鐵生產與消費量最大的鋼材品種,推廣使用高強度鋼筋具有強度高、綜合性能優良等特點,它不僅能提高建筑物質量等級,而且能節約建筑鋼材用量。在滿足建筑設計強度要求的前提下,將建筑鋼筋從HRB335級鋼筋升級到HRB400級鋼筋,可節省鋼材14%左右;再從HRB400級鋼筋升級到HRB500級鋼筋,還可進一步節省鋼材10%左右。使用高強鋼筋可以減少構件自重,使結構設計更趨合理,可減少鋼筋運輸、加工與連接工作量,同時可保證混凝土施工質量,提高安全儲備等,對提高建筑物的安全性、耐久性提供了保障。
如今,隨著市政工程和高層建筑工程結構對鋼筋性能要求的不斷提高,超高層、大跨度、大體量、大負荷的建筑對鋼筋強度的要求也越來越高。據有關專家測算,建筑工程中應用高強鋼筋代替HRB335級鋼筋每平方米能減少建筑成本25元~35元,全國每年可減少鋼材消耗1000萬噸左右,增加鋼鐵工業經濟效益近150億元,減少鐵礦石消耗1600萬噸左右,減少能源消耗600萬噸標準煤,減少二氧化碳排放2000萬噸左右。因而,在滿足建筑設計強度要求的前提下,廣泛采用高強度鋼筋,可有效減少建筑物的鋼材消耗量30%,推動鋼鐵業轉型升級,實現節能減排。
綜上,垮塌的災難讓人觸目驚心,在地震不可避免、地震精準預報尚需時日的今天,提高建筑物的抗震性、做好災后重建能是一個重要課題。與此同時,我國將迎來高強度抗震鋼筋的時代,推廣高強度鋼筋應用符合科學發展觀的要求,對降低建筑成本、節約資源和節能減排等方面具有重大意義。我們有理由相信,通過新規范、新標準的實施,屆時,我國高強鋼筋一定能為建筑業轉升級及發展作貢獻。