淺談日本建筑的抗震設(shè)計(jì) [建筑抗震設(shè)計(jì)的日本經(jīng)驗(yàn)]

　　 　　此次汶川地震最讓人痛心的就是因大地震所倒塌的學(xué)校奪去了那么多天真可愛的孩子的生命！借此國家征集震后重建的建議的機(jī)會，本人認(rèn)為，震后重建應(yīng)學(xué)習(xí)日本房屋的防震設(shè)計(jì)。
　　我本人就出生在過去日本人撤離后留下的日本軍官住的日本房子里，唐山大地震發(fā)生后，我的家鄉(xiāng)很多房子開裂，個別房屋倒塌，但我家卻“毫發(fā)無損”。當(dāng)我長大后，父親告訴我，這房子是日本人蓋的，因?yàn)槿毡緦儆诙嗟卣饑�家，所以他們造房子第一考慮的就是防震，因此在他們世世代代的房屋設(shè)計(jì)領(lǐng)域里積累了寶貴的防震設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，最值得一提的就是他們對學(xué)校防震系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要高出任何建筑，在此本人將建議介紹如下：
　　
　　◆日本校舍：第一避難所
　　
　　在校舍防震方面，日本做得較好。日本防震有一個基本原則，就是“學(xué)校是第一避難所”，所有的房子都可以倒，學(xué)校的房子不能倒。這也是日本總結(jié)歷次地震災(zāi)害教訓(xùn)的結(jié)果。1923年，日本關(guān)東大地震，導(dǎo)致不少學(xué)校教學(xué)樓倒塌，學(xué)生集體遇難。當(dāng)時的日本政府從中吸取了教訓(xùn)，要求以“學(xué)生的生命維系著國家未來”為最高原則，加強(qiáng)房屋抗震性。1995年1月17日大阪、神戶地區(qū)的7.2級“阪神大地震”之后，日本政府開始實(shí)施“校舍補(bǔ)強(qiáng)計(jì)劃”。根據(jù)這一計(jì)劃，全國各中小學(xué)校全面進(jìn)行一次抗震檢查，對不符合最新抗震要求（抗震要求為7級）的學(xué)校立即進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)施工。日本校舍多采用鋼骨架，可以起到彈性防震作用。
　　在日本這些年來發(fā)生的多次地震災(zāi)害中，最后不會倒塌的建筑物中必有學(xué)校。日本的學(xué)校是防災(zāi)的中心，是市民在遭遇災(zāi)害時最放心的躲避場所，那里有寬大的操場，有體育館，一有地震、暴雨等災(zāi)害發(fā)生，市民就會先到這里來躲避。一些學(xué)校還有小倉庫，里面儲存了淡水、鐵鍬、燃料以備不測。而日本各社區(qū)發(fā)出的防災(zāi)通知中，總要標(biāo)出小學(xué)、中學(xué)、高中所在的位置，告訴住戶一旦發(fā)生災(zāi)害，要去學(xué)校躲避。
　　
　　◆高層建筑:抗震性一定弱嗎？
　　
　　專家認(rèn)為，只要建筑達(dá)標(biāo)，高層建筑抗震性能不一定差。以美國洛杉磯地震為例，有些摩天大樓盡管擺動厲害，有時擺幅達(dá)兩三英尺，但因在建筑設(shè)計(jì)時充分考慮到了抗震性，所以仍安然無恙。
　　在日本，許多高層公寓開始銷售不久即告罄，一個重要原因就是這些高層公寓多半與高層寫字樓做了同等水平的抗震設(shè)計(jì)。日本大京公司的一座號稱日本最高(地上55層、高185米)的公寓，使用了與美國紐約世界貿(mào)易中心相同的鋼管168根，確保了抗震強(qiáng)度。另外，該公寓還使用了剛性結(jié)構(gòu)抗震體。如遇阪神大地震級別的地震發(fā)生時，柔性結(jié)構(gòu)的建筑一般要搖動1米左右，而剛性結(jié)構(gòu)建筑只搖動0.3米。三井不動產(chǎn)公司在東京都杉并區(qū)出售的一座免震結(jié)構(gòu)公寓高達(dá)93米，建筑物的外圍使用了新研制的高強(qiáng)度16積層橡膠，建筑物的中央部分使用了天然橡膠系統(tǒng)的積層橡膠。這樣，在6級地震發(fā)生時，就可將建筑物的受力減少至1/2。
　　
　　◆新型抗震設(shè)計(jì)：可以救命
　　
　　近年來，國外科學(xué)家運(yùn)用現(xiàn)代科技，設(shè)計(jì)建造了不少新型抗震建筑。美國建造了一種可以防震的“滾珠大樓”，如硅谷最近興建的一座電子工廠大廈，在建筑物每根柱子或墻體下安裝不銹鋼滾珠，由滾珠支撐整個建筑，縱橫交錯的鋼梁把建筑物同地基緊緊地固定起來，發(fā)生地震時，富有彈性的鋼梁會自動伸縮，于是大樓在滾珠上會輕微地前后滑動，可以大大減弱地震的破壞力。
　　地震高發(fā)區(qū)日本在這方面也特別有經(jīng)驗(yàn)，他們設(shè)計(jì)了一種“彈性建筑”，有較好的抗震性能。日本東京建了12座彈性建筑。經(jīng)東京發(fā)生的里氏6.6級地震考驗(yàn)，證明在減輕地震災(zāi)害方面效果顯著。這種彈性建筑物建在隔離體上，隔離體由分層橡硬鋼板組和阻尼器組成，建筑結(jié)構(gòu)不直接與地面接觸。阻尼器由螺旋鋼板組成，以減緩上下的顛簸。
　　日本早就不用磚頭蓋房子了，五彩繽紛的“瓦片”是塑料制成的。日本民用建筑的“墻體”多是“整體結(jié)構(gòu)”，就是一大塊兒、一面整體的“墻”。這些墻體結(jié)構(gòu)的內(nèi)部是類似石棉一類的充填物。日本各城市都在“防震建筑”上大做文章，有的城市建筑物的地基部分加上硬質(zhì)橡膠和鋼板，使建筑物本身結(jié)構(gòu)有了彈性，能抗7級左右地震。
　　近年來，日本一些城市出現(xiàn)興建“抗震抗災(zāi)公寓”熱潮，這也是吸取神戶地震的教訓(xùn)而采取的一項(xiàng)積極措施。這種公寓抗災(zāi)功能強(qiáng)，具備共同的儲備糧倉庫、抗災(zāi)飲用水井和緊急醫(yī)療救護(hù)室，甚至擁有供直升機(jī)起降的場地。
　　日本神戶地震還給建筑師們留下一個重要的思考題：建筑物、橋梁和其他建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)僅考慮到防止生命損失是不夠的，還必須使它們達(dá)到在地震以后能使城市繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的要求，諸如能源、通信、供水等現(xiàn)代“生命線”，必須具備更強(qiáng)的抗震防災(zāi)能力。日本目前已建立了一套電腦化的地震報(bào)警系統(tǒng)，能在大地震發(fā)生幾秒鐘內(nèi)切斷煤氣、水、電等公共設(shè)施的供應(yīng)。同時，日本正在普及用于公共機(jī)構(gòu)和住宅的獨(dú)立單元式安全供電、供水等設(shè)備。
　　
　　◆建筑立法：嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)
　　
　　日本法律在建筑物抗震、防火等安全性方面的要求非常嚴(yán)格。日本《建筑基準(zhǔn)法》規(guī)定，新建筑必須達(dá)到在百年一遇的地震中不倒塌，在數(shù)十年一遇的地震中不受損的抗震強(qiáng)度。
　　在日本，一個建筑工程要獲得開工許可，必須提交建筑抗震報(bào)告書。報(bào)告書要根據(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)格和比例。普通的一座八九層公寓樓，其抗震報(bào)告書動輒厚達(dá)兩三百頁。建筑抗震報(bào)告書經(jīng)過相關(guān)部門確認(rèn)無誤后，建筑才能開工。
　　地震專家對歷次地震的分析顯示，地震中人員傷亡總數(shù)的95%以上是由房屋倒塌造成的。自1976年唐山大地震后，我國對城市建筑的抗震標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了嚴(yán)格規(guī)范。上個世紀(jì)80年代后的新建房基本上都具有防震、抗震能力。如果嚴(yán)格依照防震標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和施工，大部分建筑物應(yīng)該能夠抵御類似汶川地震這種級別的地震。這次汶川地震中損毀的多是一些老舊建筑和沒有達(dá)標(biāo)的建筑。
　　對于為何這次地震中校舍倒塌較多，工程抗震專家、中國科學(xué)院周錫元院士說：“我國學(xué)校的設(shè)計(jì)和建設(shè)，是按標(biāo)準(zhǔn)走的，問題在于沒有提高標(biāo)準(zhǔn)�！彼�說，學(xué)校在抗震方面存在幾個先天缺陷：一是房間大，二是窗戶大，三是走廊長，缺少墻面支撐，抗震能力就弱。（于澤霖）
　　（摘自于澤霖6月5日“新浪網(wǎng)”博客。標(biāo)題有改動）

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