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转载:陈琳的《日本建筑为何如此抗震?》  

2011-03-14 11:27:38|  分类: 转载文章 |  标签: |举报 |字号 订阅

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   地震频发的日本被公认为世界第一的抗震强国。在本次强震中,日本虽然损失惨重,但多数坚挺不倒的高层建筑物,以顽强的“不死鸟”形象,从一个侧面展示着第一抗震强国实打实的抗震能力。

  这些“不死鸟”之所以能在多次特强地震中岿然不动,与日本房屋建筑上的防震技术、措施密不可分。

地基与地震隔绝术

  “地狭人多的日本有很多高层建筑。为了抵御地震的破坏,日本的高层建筑普遍采用了一种地基地震隔绝的技术。”中国建筑研究院注册结构工程师王玮,在撰写论文《日本建筑的抗震加固评估标准及加固方法》时,对日本建筑的抗震性能进行过一番研究。

  根据她的解释,这种技术,就是在建筑的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,三井不动产公司在东京都杉并区兼作的一座93米的免震结构公寓,建筑物的外围使用了高强度16积层橡胶,建筑物中央部分也使用了天然橡胶系统的积层橡胶。在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。

  此外,日本建筑在选材上也格外讲究,比如在欧洲、中国经常被当作主要建筑材料的砖瓦,现在在日本建筑上几乎已经找不到踪影。“1923年的关东大地震证明砖结构房屋不抗震。从那以后开始,砖结构建筑在日本几乎不再被使用,取而代之的是辅以轻型墙面材料的钢筋混凝土结构。”建筑业专家认为,这种结构的建筑既安全抗震,又节省能源。

  地上55层、高185米,有日本最高的公寓楼之称的埼玉县川口公寓,就采用了与美国纽约世界贸易中心相同的建筑材料——168根cft钢管。这种钢管的直径最大达800毫米,厚度达40毫米,管芯中还注入了比通常混凝土强度高3倍的特种混凝土。

  另一方面,为了提高传统木结构建筑的抗震能力,日本普通的民宅采用了箱体设计——地震发生时,房屋整体翻滚,不至于损毁。专业技术人员还会定期对民房进行抗震加固等级评定,政府会酌情给予居民适当的补贴鼓励。

  在冬天经常下雪的日本东北地区,为了应付积雪,当地人在建造房屋时,房顶多采用铁板材料。王玮的解释是:“用铁板作为屋顶,比使用瓦片的建筑物质量要轻许多。此外,为了御寒,这个地区民居的房间门、窗开口的幅度较小,这使得房间更具有抗震性。房屋倒塌少,很大程度上减少了人员死伤。”

不断完善的建筑法律

  “每一次日本发生特大地震后,国土交通省都会组织力量进行建筑抗震调查,根据调查结果提出对《建筑基准法》的修改意见。”上海世博会日本产业馆建筑制作人寺崎由起,曾在世博会期间接受《第一财经日报》专访时表示,日本建筑师在设计建筑时,会严格按照《建筑基准法》的抗震要求。而且这部法律每几年就会重新修订一次。

  比如,在上世纪七八十年代,日本的建筑法律就有两次重大修改。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。这种建筑方法是用石条在屋基上做柱子,然后放上木造框架,房顶则使用瓦片。经过专家认证,木造轴框架,这种本来就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 (two-by-fourmethod)建筑技术。1982年重新修订的《建筑基准法》给予了这种施工方法支持。之后的地震证明,当时这个支持法案是对的。因为,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。寺崎由起表示:“一个建筑工程,要从政府部门获得开工许可,除了要上交设计图纸、施工图纸等文件外,还必须提交建筑抗震报告书。”抗震报告书的内容包括,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。其后这部法律已经在1992、2000、2006年又经过三次修改。

【附】

        中国地震台网中心原地震首席预报员孙士鋐表示,日本此次地震的破坏力相当于20多个汶川地震。如果这8.9级发生在别处,我们很难想象那将是多么惨痛的一种情形,可是东京,所有建筑几乎都安然无恙,一位博友说“很佩服日本的房屋结构,摇得人都站不稳了,还是完好无缺”。即使在海啸下倒下的高大的楼房也是整个倒下去的,而不是土崩瓦解式的倒下,这说明即使他们无法抵抗8.9级地震,当初修建时也保证了质量,这种伤亡可能要小很多。

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