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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。9 L  n% e8 S% y( L" T  P
“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。! T! F5 Q' {% v
几乎没有砖房子
( {( Q) G  Q, r! ?* o" P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%。# M  x8 w! W1 F# D% ?
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。
# w8 e# S! [3 L  P; E+ F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 c9 I0 b% ^4 a) z7 r; |0 r( p
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。& L& s) s4 v2 T3 J  M, s6 ^
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。
5 I+ U: N7 I- D' i& G每次大震后修改建筑法- Y, Y, B$ F" J
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。# S$ u& T% {7 l) 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。/ I0 s$ M$ x" d9 e: n' C
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。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。
/ q! i7 ?& \  j4 e3 |5 U+ p+ O地震统计+ T& T; C/ a7 `
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。
# s$ d: T& H! y+ a日本典型防震建筑  j1 L1 w1 r) V9 s8 i. o4 N( N
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。2 o" u2 g) t8 V
★高层抗震大厦: [- y* R; A4 B" L) @6 H( V- y
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。
# C& u7 p3 b( ~( V7 O4 q' k★弹性大楼- q8 O+ V) Y* x1 v: e" k
★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。
( ?1 p' }. T% e' f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)。9 h9 Z5 [  Y( P0 V* U
★廉价的“抗震居屋”
" I  A- N/ [6 m* {0 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。* Q, i5 c+ |( w' o/ ?( L

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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。
; w5 ]* W, [' B: T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。
7 B# H( r9 h/ F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。) p& c; c6 C+ W  @7 c& ?! D1 ~
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。
' P% U3 P. @$ 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。
, V$ \' ^# E/ N* }+ e/ f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。4 T8 u9 I' n; A; r. D+ v! f( 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。+ ]/ J  G5 L% E; a1 z5 _: w
轻质钢结构鄙人不了解,不敢擅自诟病。
$ h3 W" E, V) j6 C4 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
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?
% g3 \+ K" ~! t: g& O主要原因有:2 q6 e& k; ]+ f/ R
1、设计时就考虑了抗震;
; q" R& Z; P8 o8 F: p2、建设施工时用了规定要求的材料和施工方法;( N3 W* c  ]3 F; }; O- X- 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
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:% c3 p: F- V/ t/ i2 ~- N* T7 D
1、设计时就考虑了抗震;
& Y; M* p+ ?$ w5 e) `2、建设施工时用了规定要求的材料和施工方法;
# v6 d) x  Q3 @" a2 @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:
' _3 n6 f+ [& |: o. @( ~1、设计时就考虑了抗震;8 E' V) ?( j* @3 i2 ^/ ^
2、建设施工时用了规定要求的材料和施工方法;
. h- @9 |* f5 p  o, o" i" ^3、采用了相应的抗震措施。
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