找回密码
 立即注册

扫一扫,访问微社区

QQ登录

只需一步,快速开始

查看: 970|回复: 0

【日本建筑】为啥日本的房子不怕地震 来看看他们的建筑...

[复制链接]

1912

主题

2059

帖子

7810

积分

管理员

Rank: 9Rank: 9Rank: 9

积分
7810

热心会员最佳新人

发表于 2016-11-22 17:17:05 | 显示全部楼层 |阅读模式

1479773657170.jpg
  日本本州东北部福岛县对开海域发生里氏7.4级强烈地震,当局一度发出海啸警报,要求沿岸居民往高地撤离。

据日本气象厅发布,地震于星期二(11月22日)06:00左右(格林尼治标准时间星期一21:00)发生,震源深度约30公里,属极浅层地震。
日本气象局表示,当地时间11月22日早上5点59分,日本东北部福岛县发生7.3级地震,随后当局将震级更改为7.4级。
main_img.jpg
2016年 4月16日,日本熊本发生6.5级地震,日本的“抗震房”再次受到各国关注。
日本处于全球知名的地震带,但就算地震袭来,也很少会出现大面积房屋倒塌的情况,这和日本的建房家装工艺绝对是密不可分的,其先进的技术及精细的工艺确实值得很多国家学习。日本的抗震房是怎么做的?

几乎没有砖房子,以轻型墙面材料代替

在日本这个地震多发国家,建筑物的抗震标准由《建筑基准法》和《建筑基准法施行令》严格规定。《建筑基准法》规定,新建建筑必须达到在百年一遇的地震中不倒塌、在数十年一遇的地震中不受损的抗震强度。只有设计符合该法的建筑才被允许建造。根据这部法律,建筑材料都要经过官方认证,不合格的建材很难在市场上流通。

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%。

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。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。这种结构的建筑既安全抗震,又节省能源。

地上55层、高185米,有日本最高的公寓楼之称的埼玉县川口公寓,就采用了与美国纽约世界贸易中心相同的建筑材料——168根cft钢管。这种钢管的直径最大达800毫米,厚度达40毫米,管芯中还注入了比通常混凝土强度高3倍的特种混凝土。

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。中国建筑研究院注册结构工程师王玮曾撰文指出:“用铁板作为屋顶,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。”

日本房屋建筑中普遍使用的新型材料的共同特征是质量轻、强度高,比如树脂、加气混凝土、碳纤维,即便倒塌坠落,也不会对人体造成严重伤害,而且安装方便,盖房子跟搭积木一样轻松。

地基与地震隔绝术

1996年日本实行“耐震改建计划”广泛应用了隔震技术,普遍在房屋和地基之间加入减震层,利用建筑物本身的晃动来吸收地震的能量。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。这些橡胶层非常耐用,一般使用年限约60年,能够把地震对楼房的摇晃程度减轻1/3到1/5。

地狭人多的日本有很多高层建筑,为了抵御地震的破坏,日本的高层建筑也普遍采用这种地基地震隔绝的技术。

比如,三井不动产公司在东京都杉并区兼作的一座93米的免震结构公寓,建筑物的外围使用了高强度16积层橡胶,建筑物中央部分也使用了天然橡胶系统的积层橡胶。在六级以上的地震发生时,这种保护装置能使建筑物的受力减少一半。

推行这个技术后,房屋造价将提升,一般楼房的造价将提高10%,公寓楼的造价则会提高25%。

箱体式设计

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——这样能够保证地震发生时,房屋不会散开,即便在剧烈的摇晃中也可以整体翻滚,不至于损毁。2011年3月日本东部大地震引发海啸时,电视画面上能看到很多房子被整栋冲走,而没有震散。

当然,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。

抗震房发展史就是建筑法的不断完善史

“每一次日本发生特大地震后,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。”2010年上海世博会期间日本产业馆建筑制作人寺崎由起曾公开表示,日本建筑师在设计建筑时,会严格按照《建筑基准法》的抗震要求。而且这部法律每几年就会重新修订一次。

回顾日本抗震建筑发展的历史,就是其建筑法律法规不断完善发展的历史。

十九世纪后半叶,日本刚刚开始对地震的研究,那个年代,日本还没有提出建筑要有抗震设防能力。1892年,“预防震灾调查会”成立,他们的目标是——提升木造建筑的耐震性。

在那之后,日本建筑抗震研究就开始进入了有科学世界观指导的阶段。1916年,日本建筑家佐野利器提出“静力震度法”,建议建筑的结构设计中,水平力应该是结构重量的1/15,这样能够起到防震作用。

1923年,按照这种设计思想建造的日本兴业银行大楼落成。流年不利,同年9月,关东大地震就发生了,兴业银行大楼经受了考验。于是,在第二年施行的日本都市建筑法中,“静力震度法”的原则,就成了抗震设计的规范。此后,日本的建筑物进入抗震减灾1.0时代。1968年,100多米高的霞关大楼建成,当时这个大楼采用的是预制钢筋混凝土耗能剪力墙和钢框架 结构。听上去有点难,各位肯定听说过装修专业名词“承重墙”,它是用来承受竖向荷载为主,而“剪力墙”则专门用来支撑水平负荷。简单来说,那时候的思路就 是用stronger的材料来建造stronger的高楼,让它们能够抵御强风和地震的摇动。

1924年开始,日本建筑规范规定结构力计算要考虑抗震系数,在这方面日本当时走在了世界前列。

日本的《建筑设计基准法》颁布于1950年,之后几经修改,其中比较著名的有1971年的修正。1995年的阪神大地震给日本造成了很大损失,而灾后统计显示,这次地震中受损建筑主要建于1971年前,1981年后建造的房屋几乎完好无损。

事实上,《建筑基准法》1971年修正令强化了钢筋混凝土柱的带筋间隔距离,而1981年则全面实行“新抗震设计法”,引入了多个方面的新规定。

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 (two-by-fourmethod)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。

1995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。寺崎由起表示:“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。

此后,日本曾在1996、2000、2005和2006年四次修改《建筑基准法》,将建筑物的抗震标准一再提高。修订后的法规将住宅、楼房抗震标准提高为:经得住6至7级地震摇晃而不会坍塌,尤其是商务楼要求能够8级地震不倒,使用期限能够超过100年。同时,日本还制定计划到2015年,让90%的住宅建筑达到这一标准。

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

快速回复 返回顶部 返回列表