建筑抗震,我們可以向日本學習什么?
十九世紀后半葉,日本剛剛開始對地震的研究,那個年代,日本還沒有提出建筑要有抗震設防能力。1892年,“預防震災調(diào)查會”成立,他們的目標是——提升木造建筑的耐震性。
這個目標,未免太保守了一點吧?
不過,在那之后,日本建筑抗震研究就開始進入了有科學世界觀指導的階段。1916年,日本建筑家佐野利器提出“靜力震度法”,建議建筑的結(jié)構(gòu)設計中,水平力應該是結(jié)構(gòu)重量的1/15,這樣能夠起到防震作用。
1923年,按照這種設計思想建造的日本興業(yè)銀行大樓落成,流年不利,同年9月,關東大地震就發(fā)生了,興業(yè)銀行大樓經(jīng)受了考驗。
于是,在第二年施行的日本都市建筑法中,“靜力震度法”的原則,就成了抗震設計的規(guī)范。
此后,日本的建筑物進入抗震減災1.0時代。1968年,100多米高的霞關大樓建成,當時這個大樓采用的是預制鋼筋混凝土耗能剪力墻和鋼框架結(jié)構(gòu)。聽上去有點難,各位肯定聽說過裝修專業(yè)名詞“承重墻”,它是用來承受豎向荷載為主,而“剪力墻”則專門用來支撐水平負荷。簡單來說,那時候的思路就是用stronger的材料來建造stronger的高樓,讓它們能夠抵御強風和地震的搖動。
除了減震墻,日本很多建筑物在設計時也考慮了隔震原理。1921年,設計師Frand Wright在設計東京帝國飯店時,把緊密排列的短樁打入地下的軟弱土層之上,而帝國飯店建筑在短樁地基上,如同漂浮在軟弱土層上的大船。
一部動態(tài)發(fā)展的建筑法……
1924年開始,日本建筑規(guī)范規(guī)定結(jié)構(gòu)力計算要考慮抗震系數(shù),在這方面日本當時走在了世界前列。
日本的《建筑設計基準法》頒布于1950年,之后幾經(jīng)修改,其中比較著名的有1971年的修正。1995年的阪神大地震給日本造成了很大損失,而災后統(tǒng)計顯示,這次地震中受損建筑主要建于1971年前,1981年后建造的房屋幾乎完好無損。
事實上,《建筑基準法》1971年修正令強化了鋼筋混凝土柱的帶筋間隔距離,而1981年則全面實行“新抗震設計法”,引入了多個方面的新規(guī)定。
此后,日本曾在1996、2000、2005和2006年四次修改《建筑基準法》,將建筑物的抗震標準一再提高。修訂后的法規(guī)將住宅、樓房抗震標準提高為:經(jīng)得住6 至7 級地震搖晃而不會坍塌,尤其是商務樓要求能夠8 級地震不倒,使用期限能夠超過100 年。同時,日本還制定計劃到2015 年,讓90%的住宅建筑達到這一標準。
日本重建工程“不死鳥”計劃后,多數(shù)高層建筑以“不死鳥”形象在地震中巋然不動
100年?我們的產(chǎn)權(quán)都只有70年,剩下的30年怎么辦?
好了,壹讀君還是回到正題?;仡櫲毡窘ㄖ藴实臍v史時,你會發(fā)現(xiàn),在每一次重大地震后,日本馬上會組織力量進行調(diào)查,然后對《建筑基準法》提出修改意見,不斷更新迭代,越來越完善。
關鍵的問題還是錢啊
從汶川地震到魯?shù)榈卣?,倒塌的大量房屋都是鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村自建的住房,這些房子很少考慮到抗震設計,有些還是頗為古老的磚瓦房,甚至土木房。
尤其是土木房的夯土墻壁,本身就容易因為膨脹收縮而開裂,在抗震上就是戰(zhàn)五渣。
而日本的民居,則普遍在房屋和地基之間加入減震層。1996年日本實行“耐震改建計劃”廣泛應用了隔震技術,就是利用建筑物本身的晃動來吸收地震的能量。他們在建筑物底部填加橡膠層或者滑動承重座作為緩沖裝置。這些橡膠層非常耐用,一般使用年限約60年,能夠把地震對樓房的搖晃程度減輕1/3到1/5。
推行這個技術后,房屋造價將提升,一般樓房的造價將提高10%,公寓樓的造價則會提高25%。
除此之外,日本民居還普遍采用箱體設計。這樣能夠保證房屋在地震發(fā)生時不會散開,即便在劇烈的搖晃中也可以整體翻滾而不損毀。日本東部大地震引發(fā)海嘯時,電視畫面上能看到很多房子被整棟沖走。
當然新型材料的運用也不容忽視。它們的共同特征是質(zhì)量輕,強度高,比如樹脂、加氣混凝土、碳纖維,即便倒塌墜落,也不會對人體造成嚴重傷害,而且安裝方便,蓋房子跟搭積木一樣輕松。
日本現(xiàn)代民居大量使用隔震層和輕質(zhì)材料,不僅抗震,而且建造簡單方便
不過,一切問題說到底,都是經(jīng)濟問題。日本普通的民居建筑,一般來說造價約合人民幣150萬到200萬,而在中國鄉(xiāng)村,人們能夠接受的建筑成本只有前者的十分之一。即便考慮到物價和人力價格差異,這樣低廉的成本,也很難在抗震上有什么要求。
面對這種無奈,壹讀君認為,只能在地震多發(fā)地區(qū),希望政府和民間組織支持和推廣新的建筑技術、材料,讓下次天災造成的損害少一點,再少一點。(來自《壹讀》)