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[讨论] 9级强震下日本建筑为何不垮?

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发表于 2011-3-30 13:13:04 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国江苏常州

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日本被毁的建筑95%以上由海啸引起。当地时间11日下午,日本东北部海域发生里氏9级地震。地震引起的高达10米的大海啸吞没了日本东部沿海地区。在本次强震中,虽然日本损失惨重,但由于地震本身而坍塌的房屋少之又少,人们惊异地看到日本的多层、中高层甚至高层建筑物居然完整地挺立着,很多房子虽然被汹涌的海浪挪出很远,但全然没有散架。被毁的1.3万座房屋集中在岩手、福岛和宫城三个县的沿海地区,95%以上是被海啸摧毁。* v% y1 m; n0 @( m0 q
“多震日本”被公认为世界第一的抗震强国。其中,日本多数建筑采用钢结构和木结构,其良好的抗震性是建筑物经历强震坚挺不倒的主要原因。+ X$ Y! K# R2 p7 j) V
几乎没有砖房子5 ?" D' S" i4 w5 `- S& e
目前日本的建筑,在抗震方面基本上分为3类。一是耐震结构;二是制震结构;三是免震结构。所谓的耐震构造,其最主要的原理就是提高柱子和墙壁的强度和韧度,建筑物总体经得住震动,目前我国主要采用这种方法。而免震结构和制震结构都是比较新的技术。在日本,将抗震结构的建筑改为免震建筑,成本只需增加5%-10%。
* ?4 w& @# z. v( }$ M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一种地基地震隔绝的技术。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。. d0 _. T7 p! r
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。4 v( N6 o5 ^% w7 i* G& ]
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。* \6 c# d3 M) A" l
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。使用铁板作为屋顶,是因为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。, h, ^* x8 |: {
每次大震后修改建筑法* |( E" y; Q  d. F) `  W* g! {
每一次发生特大地震后,日本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。而日本建筑师在设计建筑时,也会严格按照《建筑基准法》的抗震要求。
( d. M, k" A% s7 `( A4 R* ?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。
- ~- G1 I9 S3 \/ p0 s* _4 f# m1995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。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。法律还规定,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。普通的一个八九层公寓楼,其抗震报告书动辄厚达两三百页。建筑抗震报告书必须经过相关部门或人员的检查,确认无误后才能开工。其后这部法律已经在1992、2000、2006年又经过三次修改。0 x( n  A  |- K5 b
地震统计
4 g$ @! F) c+ {6 L& E5 F& H日本是一个地震频发的国家。据不完全统计,从1900年到2007年的207年中,日本共发生6级以上地震140次,其中7级以上93次,8级以上14次;20世纪的100年中,6级以上地震几乎每年发生一次,7级以上地震每两年一次,8级地震每12年一次;到了21世纪,其发生频率更高,7年间,6级以上地震每年发生两次,7级以上地震每年发生一次。) a2 U9 K2 c8 m
日本典型防震建筑; P- n3 x+ C! z% m9 _3 u2 {9 s: Y
在日本近代,损失最惨重的地震要数1923年的关东大地震和1995年的神户大地震。但除上述两大地震损失惨重外,其余地震造成的损失可以说并不严重。这不但与日本使用轻质材料(主要为木材)建房有关,也与日本在地震设防方面的研究成果和技术水平有很大关系,日本建筑的地震设防也有一个从耐震、制震到免震,从防死、防伤到防损坏的发展过程。
: J' _8 J8 K6 R★高层抗震大厦
# b! P- a% x: N$ _" W日本大京公司一座号称日本最高(地上55层、高185米)的公寓,使用了与美国纽约世界贸易中心相同的钢管168根,确保了抗震强度。另外,该公寓还使用了刚性结构抗震体。三井不动产公司在东京都杉并区出售的一座免震结构公寓高达93米,建筑物的外围使用了新研制的高强度16积层橡胶,建筑物的中央部分使用了天然橡胶系统的积层橡胶。这样,在6级地震发生时,就可将建筑物的受力减少至二分之一。
- t/ S+ F7 i. \/ z, J0 z★弹性大楼7 v: e& r( L) B/ ~' V
★可漂浮的抗震住宅日本东京建了12座弹性建筑。经东京发生的里氏6.6级地震考验,证明在减轻地震灾害方面效果显著。这种弹性建筑物建在隔离体上,隔离体由分层橡硬钢板组和阻尼器组成,建筑结构不直接与地面接触。阻尼器由螺旋钢板组成,以减缓上下的颠簸。' p1 S7 c' ?4 i' z4 `; ]7 H; D
这个巨大的“足球”其实是日本Kimidori 房屋所制造的叫做Barier的住宅。它可以抵御地震,并能漂浮在水面上。这座特别的住宅售价约为1390000日元(约为10万元人民币)。
5 P1 W- H; D7 ]# j★廉价的“抗震居屋”
/ U* e! j8 d9 E9 I" B8 Y日本一公司研制出了一种廉价的“抗震居屋”,这种居屋全由木材建造,最小面积2平方米,造价2000美元,它能够在主体房屋坍塌时屹立不倒,也能够抵御坍塌结构的冲击和挤压,很好地保护屋内居民的生命和财产安全。
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发表于 2011-3-31 10:27:17 | 显示全部楼层 来自: 中国四川
首先我要说明的是,地震等级和烈度并非同一个名词。
2 C! C% @1 u, J; X' `/ h1 |地震等级,只能表达单位地震释放的能量大小,这是地震伤害的直接原因和根本原因,但是并不能表现单次地震对某一单位区域内建筑的伤害程度。
4 B; |3 K3 X! d8 D) o地震烈度,直接表述某单位区域内地震对地质形态和建筑形态的改变情况,最高12度(表现为地表地质完全改变),汶川地震震中“卧牛沟”就达到了12度。1 B$ @! G, Z  }: V# y' p
所以,被海啸毁坏的建筑,我认为仍应视为特殊原因造成的12度地震伤害,既然建筑依存的条件都被毁坏了,建筑毁坏是必然的,在该类有12度风险的区域进行修建是一种无奈也是一种渎职。
5 h4 H# R. W  H/ q7 ~- Z' h) x砖混和框架结构那个更好,窃以为对小烈度多震害地区,砖混更好,因为砖混结构和填充体间结合更稳固,不容易出现除整体倾覆之外的其他问题,比如都江堰虹口乡在震前1~2年内修建的民居(据我推测,应只是7度设防的建筑),据我观察未出现任何问题,而正在建设的经历了震害的框架结构建筑普遍有填充墙拉裂等问题。2 M. c+ o3 U) A' T0 G
当然,框架结构对相对高烈度的地震伤害必然有更好的防御效果,而且一些新发展的减震措施确实是十分合理有效的,例如前两年新西兰地震中传出的两种抗震结构确实十分有道理,其核心思想是基础与主体结构的分体式处理,减少地震横波或纵波对主体结构的影响,从而保护主体结构。. |6 y0 U9 t2 L! r8 U8 j( w2 W, x$ M
但是防护措施只是防护措施,当自然的力量太大的时候,比如达到10度、11度、12度,窃以为,人力和措施是基本无效的。  Q" F  n# T5 V. K! ]( S; F; `
轻质钢结构鄙人不了解,不敢擅自诟病。1 d, Z+ P4 Z: X, C% U: X/ f
以上纯属个人意见,欢迎各位专家批驳。

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发表于 2012-8-20 15:27:53 | 显示全部楼层 来自: 中国福建厦门
制定了高的标准,整体上得到提高。据我的了解,单单是建筑的原材料方面的要求,就比我们这边要高出许多!
发表于 2012-9-5 20:21:14 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏南通
学习下,保留意见
发表于 2012-9-6 15:02:49 | 显示全部楼层 来自: 中国河南新乡
我国的地震区建筑采用了防地震措施了吗?
发表于 2012-9-7 22:22:55 | 显示全部楼层 来自: 中国福建厦门
日本一公司研制出了一种廉价的“抗震居屋”,这种居屋全由木材建造,最小面积2平方米,造价2000美元,它能够在主体房屋坍塌时屹立不倒,也能够抵御坍塌结构的冲击和挤压,很好地保护屋内居民的生命和财产安全
发表于 2012-9-8 08:14:05 | 显示全部楼层 来自: 中国广东东莞
9级强震下日本建筑为何不垮?6 Y7 B& X2 _- |$ P' b9 t0 h3 S; [" |
主要原因有:
% G1 k# r) ~) k1 W/ ]1、设计时就考虑了抗震;
- w- R1 z6 |& a2、建设施工时用了规定要求的材料和施工方法;
0 c8 G2 n: \; g3、采用了相应的抗震措施。
发表于 2012-9-8 10:24:23 | 显示全部楼层 来自: 中国四川成都
房屋基础弄的好,像他们东京里的高楼地基都是滚珠型的!
发表于 2022-4-5 19:30:24 | 显示全部楼层 来自: 中国江西宜春
日本地震多
发表于 2022-4-5 19:32:05 | 显示全部楼层 来自: 中国江西宜春
主要原因有:
& x8 h2 t9 p! m0 K8 w1、设计时就考虑了抗震;9 c7 t2 M4 B) l0 e
2、建设施工时用了规定要求的材料和施工方法;
9 r9 j3 k6 K5 p2 Y4 _. M3、采用了相应的抗震措施。
发表于 2022-6-17 09:06:05 | 显示全部楼层 来自: 中国福建宁德
人们惊异地看到日本的多层、中高层甚至高层建筑物居然完整地挺立着,很多房子虽然被汹涌的海浪挪出很远,但全然没有散架。
发表于 2022-6-17 09:06:41 | 显示全部楼层 来自: 中国福建宁德
主要原因有:0 [2 o. }1 l6 h2 T2 X) Q( D
1、设计时就考虑了抗震;: g1 l$ k* j& J5 \
2、建设施工时用了规定要求的材料和施工方法;
; I  U7 W( @- w3、采用了相应的抗震措施。
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