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强震为何难以尽摧日本建筑

2011-4-12 00:00| 发布者: ccbuild| 查看: 474| 评论: 0

摘要:   “3·11”大地震对日本来说无疑是一次令人触目惊心的大灾难,也是日本有史以来遭遇过的最强地震之一,但从目前的统计数据可以看到,日本由于地震造成的人员伤亡和建筑损毁并不是十分严重。日本是如何做到把地震 ...

  “3·11”大地震对日本来说无疑是一次令人触目惊心的大灾难,也是日本有史以来遭遇过的最强地震之一,但从目前的统计数据可以看到,日本由于地震造成的人员伤亡和建筑损毁并不是十分严重。日本是如何做到把地震灾难损失减小到最低的?

  抗震设计:未雨绸缪

  地震高发区日本在建筑抗震设计方面可谓动足了脑筋,他们设计出了一种新型的“弹性建筑”,具有良好的抗震性能。日本东京建造了包括东京电通大厦在内的共12栋弹性建筑。在经历了东京发生的里氏6.6级地震考验之后,弹性建筑显现了在减轻地震灾害方面的显著效果。这种弹性建筑物建在分层橡硬钢板组和阻尼器组成的隔离体上,建筑结构不直接与地面接触。日本在设计建筑物特别是高层建筑时,设立了电脑化的地震报警系统,能在大地震发生几秒钟内自动切断煤气、水、电等公用设施的供应。同时,日本正在普及用于公共机构和住宅的独立单元式安全供电、供水等设备。

  日本在居民房屋屋顶的设计上已改铺的是塑料制成的片。民用建筑的墙体大多被设计成“整体结构”,墙体内部是类似石棉的充填物。有的民宅则采用了箱体设计,一旦地震发生,即便房屋整体发生翻滚,也不容易损毁。

  近年来,日本一些城市还出现了“抗震抗灾公寓”的新型建筑,这也是吸取神户地震的教训而采取的一项积极措施。这种公寓在设计时就充分考虑了建筑物在地震发生后可以有效发挥建筑本身的抗灾功能,如具备共同的储备粮仓库、抗灾饮用水井和紧急医疗救护室,甚至拥有供直升机起降的场地。

  抗震技术:一马当先

  为了防御住地震的侵袭,日本的高层建筑普遍采用了一种“地基地震隔绝的技术”,就是在建筑底部安装弹性橡胶垫或者摩擦滑动承重座缓冲装置来“抵抗”地震。比如,三井不动产在东京建造的一幢高93米的减震结构公寓,建筑物的外围和中央部分都使用了高强度积层橡胶。当6级以上的地震发生时,这种保护装置能使建筑物的受力减少一半。日本大京公司的一幢号称日本最高(地上55层、高185米)的公寓,使用了168根钢管,以确保抗震强度。另外,该建筑物还使用了刚性结构抗震体。当遭遇阪神大地震这样的高震级地震时,柔性结构的建筑一般要摇动1米左右,而刚性结构建筑只摇动30厘米。

  随着抗震技术的发展,近来日本开发出了一种名为“局部浮力”的抗震系统,就是在传统抗震构造基础上再借助“水的浮力”来支撑整个建筑物。局部浮力系统在上层结构与地基之间设置贮水槽,建筑物受到水的浮力支撑。水的浮力承担建筑物大约一半重量,这样既减轻了地基的承重负荷,又能把隔震橡胶小型化,有效降低支撑构造部分的刚性,从而提高与地基间的绝缘性。一旦地震发生,浮力作用可延长固有振荡周期,建筑物晃动的加速度得以降低。因此,将这种新技术运用在城市海湾沿岸等地层柔软地带可以获得较好抗震效果。此外,贮水槽内贮存的水在发生火灾时可用于灭火,地震发生后亦可作为临时生活用水。还有一个优势,就是该抗震系统成本也不高。

  建筑立法:严格把关

  日本法律在建筑物抗震、防火等安全性方面的要求严格无比。日本《建筑基准法》规定,新建建筑必须达到在百年一遇的地震中不倒塌,在数十年一遇的地震中不受损的抗震强度。

  在日本,一个建筑工程要获得开工许可,除需提供设计、施工图纸等文件资料外,还必须提交建筑抗震报告书,其内容包括:根据地震的不同强度,计算不同的建筑结构在地震中的受力大小,进而确定建筑的梁柱位置、承重以及施工中钢筋、混凝土的规格和配比。日本法律严格规定,只有一级建筑师以上的人才能有资格编制抗震报告书,而且报告书中的相关计算必须要使用国土交通省认可的专用程序。建一幢普通的8层公寓楼,就抗震报告书就要厚达两三百页。建筑抗震报告书必须经过相关监管部门的审查,确认无误后才能进行开工。

  日本对违反建筑法律行为的惩罚相当严。2006年,日本警方逮捕了一名建筑设计师和一家房产开发公司社长,揭露了该设计师与房产开发公司勾结,擅自修改设计方案,减少钢筋用量和粗壮度,导致众多住宅楼抗震能力下降的罪行。警方曾极力要把他们处以“预谋杀人罪”。

  为了不断完善,《建筑基准法》这部法律每几年就会重新修订一次,在上世纪七八十年代就作了两次重大修改。首先,这部法律否认了传统的日本式木造住宅建筑方法——木造轴框架法的抗震性能。专家认证,这种框架法是不稳定的平行四边形框架结构,再加上沉重的瓦块屋顶对地震的摇晃毫无抵抗能力,一旦塌落很可能造成人员损伤。在1974年,日本从欧美引进了木造框架组合墙壁构造法建筑技术。1982年重新修订的《建筑基准法》支持了这种施工方法。之后的地震证明,根据新方法建造的住房没有一间倒塌。1995年经过修订的《建筑基准法》规定,高层建筑必须能够抵御里氏7级以上的强烈地震。其后《建筑基准法》在1992、2000、2006年又作了三次修改,不断完善,可见日本对建筑立法的重视。

  中国:要引以为鉴

  中国可以借鉴日本的抗震经验。首先,必须加强建设工程抗震防震监管。其次,基础设施、公用设施要按照抗震设防要求和抗震设计规范进行规划、设计和施工,引导建房时采取科学抗震措施。第三,着力加强学校、医院等人员密集场所抗震防震建设。抓紧完善和实施中小学校舍安全工程,逐步开展其他学校、医院等人员密集场所建设工程抗震普查、抗震性能鉴定,根据鉴定结果进行加固改造。


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