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2022-03-11
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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

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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。
( L" C' H0 e- F3 y# k3 `- C“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。
6 q" f5 m8 t" p# M. o0 L几乎没有砖房子
9 U# ^9 s; k( q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%。5 T+ w  m9 r7 E! s2 y
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。. U$ X* h" t1 l( u* ^
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。
" D+ h: z( F5 @5 R+ c7 y+ o$ W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。% b& w% K( ?; V4 `
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。
( g6 g  u1 K; E: G, q$ G/ `每次大震后修改建筑法* \" D* ~$ ~+ s- r+ r( c; B
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。
, u. g- _: x. V+ R6 g1 z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。
! B' R1 e. b; X# x8 E& K1995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。
6 b# ^! u; x% B% [5 w- t: {地震统计  \3 @' B* D$ R3 n- P) d
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。/ v6 n6 j' m' Z; n# c: }& H
日本典型防震建筑
% R( D7 f. _. b) a4 u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。( a3 H/ M) j9 E
★高层抗震大厦8 U  d6 T" V0 o0 Y3 y/ C2 t1 ]0 L
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。2 R# G$ |) x. P7 u
★弹性大楼* f  U" a! D0 ]$ h- T* W8 a  r' M
★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。
8 J3 j( P8 G; i6 h% V6 [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)。: {: i7 y2 G7 G3 F. Z
★廉价的“抗震居屋”
& W% H4 o3 A: |" }1 E$ ?; }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
首先我要说明的是,地震等级和烈度并非同一个名词。9 A: U, O* Q( N+ x* [
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。
/ V4 I( ~/ h; U4 m- l, K6 P; p, l6 w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。
$ J0 R% U! {7 g5 O& V$ Q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。
6 n) ?' T1 X/ g, j9 L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。3 N3 _9 p; v' o: t, @  T! C
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。8 Q9 @1 \9 f' w& Y8 z6 T% `# y2 X# p
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。/ e6 A, l* ]6 O8 x7 r* i& @7 n
轻质钢结构鄙人不了解,不敢擅自诟病。
. V+ r- ]' C2 s4 {- D4 U3 h9 ?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
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
学习下,保留意见
发表于 2012-9-6 15:02:49 | 显示全部楼层
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
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
9级强震下日本建筑为何不垮?$ C# o( s# P$ e# M: \! X
主要原因有:
7 X$ Z* P  L7 Q1、设计时就考虑了抗震;) B1 L. c1 S6 ?# ~" ?
2、建设施工时用了规定要求的材料和施工方法;# }, X5 G' o: J& j) {& q1 S
3、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
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
日本地震多
发表于 2022-4-5 19:32:05 | 显示全部楼层
主要原因有:
8 Z* V' |$ t% h* F9 ~, X- L1、设计时就考虑了抗震;
0 }# L) A3 \) B) J2、建设施工时用了规定要求的材料和施工方法;" Z; K% G+ Y9 p+ Q7 W
3、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
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
主要原因有:# D2 R3 g- P% x4 K$ k
1、设计时就考虑了抗震;
4 |6 S( R0 |- k$ H7 A: |2、建设施工时用了规定要求的材料和施工方法;
. P# k3 Q) d4 o% \$ E+ d3、采用了相应的抗震措施。
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