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日本:防震救灾深入人心

时间:2014-06-30 05:53 来源:地理教师网 作者:云中雪 责任编辑:地理教师
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  先进的建筑抗震技术

  日本堪称世界上地震最多的国家,每年发生有感地震约1000多次,全球10%的地震均发生在日本及其周边地区,因此日本的房屋设计对抗震有非常严格的要求。

  有着丰富日本建筑界工作经验的建筑设计师廖晓告诉《科学时报》记者:“日本拥有多项先进的建筑防震技术,他们在建筑抗震、防火等安全性方面的规定复杂而严格。”

  其一,日本的建筑善于利用刚性结构提高建筑物的抗震性能。廖晓告诉记者,日本许多高层公寓会在刚开始销售后不久即告罄,一个重要因素就是这些高层公寓多半与高层写字楼作了同等水平的抗震设计。“一座号称日本最高的公寓,使用了与美国纽约世界贸易中心相同的钢管,确保了抗震强度。”廖晓说:“这种钢管的直径最大达800毫米,厚度达40毫米,而且钢管中还注入了比通常混凝土强度高3倍的高强度混凝土。

  在中国,高层公寓通常以柔性结构为主流,一般靠整个建筑来减弱地震引起的摇动。这种建筑在强风刮过来时,楼的结构也会发生一定的摇动。而日本建筑多数采取刚性结构,这样摇动大大降低。例如,7级以上的大地震发生时,柔性结构的建筑一般要摇动1米左右,而刚性结构建筑只摇动30厘米。”

  其二,日本建筑师普遍使用橡胶提高建筑物的抗震性能。例如,在日本东京有一座免震结构公寓,尽管高达93米,但其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,在裂度为6的地震发生时,就可将建筑物的受力减少至1/2。”

  其三,日本开发出一种“局部浮力”的抗震系统。据日本媒体报道,这种技术是在建筑物上层结构与地基之间设置贮水槽,使建筑物受到水的浮力支撑。“水的浮力承担建筑物大约一半重量。地震发生时,由于浮力作用延长了固有振荡周期,即晃动一次所需时间,建筑物晃动的加速度得以降低。”廖晓高度评价了这种技术:“这种技术不仅具有较好的抗震效果,同时贮水槽内贮存的水在发生火灾时还可以用来灭火,或者作为地震发生后的临时生活用水。更重要的是这一系统成本并不算高,以八层楼医院为例,成本比普通抗震系统高出大约2%。”

  其四,用“滑动体”基础提高建筑物抗震性能。“这种技术适用于独户、古旧建筑,可以有效地进行古建筑的防震保护。”廖晓说,这种技术是在建筑物与基础之间加上球型轴承或是滑动体,形成一个滚动式支撑结构,从而减轻地震造成的摇动。日本目前已经对国立西洋美术馆等古旧建筑实施了这种补修工程。

  据介绍,日本目前约有2000幢建筑使用了这些防震技术,中国的这类建筑只有700座,而世界其他国家的此类建筑加起来还不足300座。

  影响这些先进技术推广的重要因素之一就是成本考虑。“除去引进技术的成本考虑,即使在日本,开发商也并非大规模引入这类技术,这会使建造成本最多提高15%。”廖晓说。

  据《华尔街日报》报道,致力于推广抗震技术的日本免震构造协会的负责人Nagahide Kani说,如果东京现在遭遇与四川同样震级的地震,其建筑的受损程度不会像中国四川那样严重。

  严格的建筑法规体系

  日本不仅有先进的技术手段,更重要的是日本法律对于抗震减灾的严格规定。

  日本《建筑基准法》规定,日本的高层建筑必须能够抵御里氏7级以上的强烈地震。一个建筑工程为获得开工许可,除了设计、施工图纸等文件外,还必须提交建筑抗震报告书。这一报告书的主要内容是,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。

  “日本法律还规定,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。”廖晓说。

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