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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。
$ u# i9 C; P, 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。
5 W4 i* L: v9 d, ?5 j% b8 k几乎没有砖房子
9 u- N/ }( H) ~! P; L) z' N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%。! g4 z5 [# p/ {2 }- `' |4 A
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。) A) o( D8 I. L) c% 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。
0 o3 Z& w; @' r( \* ?! f! A9 V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。
, U4 k. |7 q' I' `2 P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。, w% e6 ?! ?0 r
每次大震后修改建筑法7 o2 U: [, i9 |& `
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。! v4 W$ e5 r" B& g. A
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。
% D) j: p" v- R1995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。
& `5 L' Y- c/ M4 e+ A2 I地震统计
; t8 k7 n* L' `. B& w7 T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。
$ a* ]8 U0 {6 W$ i- M/ `日本典型防震建筑
6 h5 R0 `3 Z% h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。7 c8 ?! v8 n5 a0 d
★高层抗震大厦( f% |) J" m/ I# \' ?
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。
4 M3 e& ^# l: f1 d" _$ s9 R( Z★弹性大楼
5 ~0 c" n- w: G" E' M: n★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。0 a- K1 _5 Z" s) j4 g1 _! B/ ^) s
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)。
+ Y' x7 @8 z: |# Q2 ]★廉价的“抗震居屋”$ w7 b/ _* C/ V' n  C% [# {
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。
# T# x  I9 K( u! Q9 Q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。% C$ }1 C1 U; q, e1 E; r6 ]
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。
* c: m0 [( {' Y9 A4 ?- o9 K$ y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。4 c' T; m" t& J
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。
  ~* U- f, L3 F9 P' {$ k' h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。
3 L2 k7 `2 i/ x3 y8 U' u; C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。! j' S' ~# e8 ^! Z4 _
轻质钢结构鄙人不了解,不敢擅自诟病。
( a; M+ l0 s' j& B# C8 [7 b9 a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?* d) E  F5 K8 ]& j) F, B5 c
主要原因有:  x' i: x2 H* C
1、设计时就考虑了抗震;
0 k% Q8 |8 A1 n, t- M0 i: b8 J' ^2、建设施工时用了规定要求的材料和施工方法;* Y8 H6 D& v7 x# b4 A
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 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:' H: [+ E+ K7 v7 t
1、设计时就考虑了抗震;' y  N- t7 h7 e) B1 {! C
2、建设施工时用了规定要求的材料和施工方法;& A4 S8 M, A! H+ E' d
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 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:" w; o1 C* R! X( [
1、设计时就考虑了抗震;! q4 B! d4 h  ^% n( R* ^6 L0 x" A8 w
2、建设施工时用了规定要求的材料和施工方法;4 G5 ~  {4 j# h" a2 k1 f
3、采用了相应的抗震措施。
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