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日本建筑為何如此抗震

2011-05-03 17:05    【  【打印】【我要糾錯】

  地震頻發(fā)的日本被公認(rèn)為世界第一的抗震強(qiáng)國。在本次強(qiáng)震中,日本雖然損失慘重,但多數(shù)堅(jiān)挺不倒的高層建筑物,以頑強(qiáng)的“不死鳥”形象,從一個側(cè)面展示著第一抗震強(qiáng)國實(shí)打?qū)嵉目拐鹉芰Α?/p>

  這些“不死鳥”之所以能在多次特強(qiáng)地震中巋然不動,與日本房屋建筑上的防震技術(shù)、措施密不可分。

  地基與地震隔絕術(shù)

  “地狹人多的日本有很多高層建筑。為了抵御地震的破壞,日本的高層建筑普遍采用了一種地基地震隔絕的技術(shù)。”中國建筑研究院注冊結(jié)構(gòu)工程師王瑋,在撰寫論文《日本建筑的抗震加固評估標(biāo)準(zhǔn)及加固方法》時,對日本建筑的抗震性能進(jìn)行過一番研究。

  根據(jù)她的解釋,這種技術(shù),就是在建筑的底部安裝彈性橡膠墊,或者摩擦滑動承重座緩沖裝置來抵抗地震。比如,三井不動產(chǎn)公司在東京都杉并區(qū)兼作的一座93米的免震結(jié)構(gòu)公寓,建筑物的外圍使用了高強(qiáng)度16積層橡膠,建筑物中央部分也使用了天然橡膠系統(tǒng)的積層橡膠。在6級以上的地震發(fā)生時,這種保護(hù)裝置能使建筑物的受力減少一半。

  此外,日本建筑在選材上也格外講究,比如在歐洲、中國經(jīng)常被當(dāng)作主要建筑材料的磚瓦,現(xiàn)在在日本建筑上幾乎已經(jīng)找不到蹤影。“1923年的關(guān)東大地震證明磚結(jié)構(gòu)房屋不抗震。從那以后開始,磚結(jié)構(gòu)建筑在日本幾乎不再被使用,取而代之的是輔以輕型墻面材料的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。”建筑業(yè)專家認(rèn)為,這種結(jié)構(gòu)的建筑既安全抗震,又節(jié)省能源。

  地上55層、高185米,有日本最高的公寓樓之稱的埼玉縣川口公寓,就采用了與美國紐約世界貿(mào)易中心相同的建筑材料——168根cft鋼管。這種鋼管的直徑最大達(dá)800毫米,厚度達(dá)40毫米,管芯中還注入了比通常混凝土強(qiáng)度高3倍的特種混凝土。

  另一方面,為了提高傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑的抗震能力,日本普通的民宅采用了箱體設(shè)計(jì)——地震發(fā)生時,房屋整體翻滾,不至于損毀。專業(yè)技術(shù)人員還會定期對民房進(jìn)行抗震加固等級評定,政府會酌情給予居民適當(dāng)?shù)难a(bǔ)貼鼓勵。

  在冬天經(jīng)常下雪的日本東北地區(qū),為了應(yīng)付積雪,當(dāng)?shù)厝嗽诮ㄔ旆课輹r,房頂多采用鐵板材料。王瑋的解釋是:“用鐵板作為屋頂,比使用瓦片的建筑物質(zhì)量要輕許多。此外,為了御寒,這個地區(qū)民居的房間門、窗開口的幅度較小,這使得房間更具有抗震性。房屋倒塌少,很大程度上減少了人員死傷。”

  不斷完善的建筑法律

  “每一次日本發(fā)生特大地震后,國土交通省都會組織力量進(jìn)行建筑抗震調(diào)查,根據(jù)調(diào)查結(jié)果提出對《建筑基準(zhǔn)法》的修改意見。”上海世博會日本產(chǎn)業(yè)館建筑制作人寺崎由起,曾在世博會期間接受《第一財(cái)經(jīng)日報(bào)》專訪時表示,日本建筑師在設(shè)計(jì)建筑時,會嚴(yán)格按照《建筑基準(zhǔn)法》的抗震要求。而且這部法律每幾年就會重新修訂一次。

  比如,在上世紀(jì)七八十年代,日本的建筑法律就有兩次重大修改。首先,這部法律否認(rèn)了傳統(tǒng)的日本式木造住宅建筑方法——木造軸框架法的抗震性能。這種建筑方法是用石條在屋基上做柱子,然后放上木造框架,房頂則使用瓦片。經(jīng)過專家認(rèn)證,木造軸框架,這種本來就是不穩(wěn)定的平行四邊形框架結(jié)構(gòu),再加上沉重的瓦塊屋頂對地震的搖晃毫無抵抗能力,一旦塌落很可能造成人員損傷。“在1974年,日本從歐美引進(jìn)了木造框架組合墻壁構(gòu)造法 (two-by-fourmethod)建筑技術(shù)。1982年重新修訂的《建筑基準(zhǔn)法》給予了這種施工方法支持。之后的地震證明,當(dāng)時這個支持法案是對的。因?yàn)椋鶕?jù)新方法建造的住房沒有一間倒塌。

  1995年經(jīng)過修訂的《建筑基準(zhǔn)法》規(guī)定,高層建筑必須能夠抵御里氏7級以上的強(qiáng)烈地震。寺崎由起表示:“一個建筑工程,要從政府部門獲得開工許可,除了要上交設(shè)計(jì)圖紙、施工圖紙等文件外,還必須提交建筑抗震報(bào)告書。”抗震報(bào)告書的內(nèi)容包括,根據(jù)地震的不同強(qiáng)度,計(jì)算不同的建筑結(jié)構(gòu)在地震中的受力大小,進(jìn)而確定建筑的梁柱位置、承重以及施工中鋼筋、混凝土的規(guī)格和配比。其后這部法律已經(jīng)在1992、2000、2006年又經(jīng)過三次修改。

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