晨海
地震災(zāi)害學(xué)上有一句話:殺人的不是地震,而是建筑。
因?yàn)榈乩順?gòu)造的原因,日本是世界公認(rèn)的地震重災(zāi)國(guó),每年發(fā)生有感地震約1000多次,其中6級(jí)以上的地震每年至少發(fā)生1次。據(jù)媒體報(bào)道,自1998年至2007年,日本共發(fā)生震級(jí)為6.0以上的地震199次,約占全球同等規(guī)模地震總數(shù)的20.7%,但由其導(dǎo)致的災(zāi)害死亡人數(shù)僅占世界的9%。
地震的多發(fā),促使日本建筑抗震技術(shù)較早、較快、較完善地發(fā)展,形成了一套比較完備的技術(shù)體系。在良好的管理體制下,運(yùn)行這個(gè)技術(shù)體系,確保地震來(lái)襲,較少出現(xiàn)大面積房屋倒塌的情況。
目前日本的建筑,在抗震方面基本上分為3類:一是耐震結(jié)構(gòu),二是制震結(jié)構(gòu),三是免震結(jié)構(gòu)。所謂的耐震構(gòu)造,最主要的原理就是提高柱子和墻壁的強(qiáng)度和韌度,使建筑物總體經(jīng)得住震動(dòng),目前我國(guó)也主要采用這種方法。而免震結(jié)構(gòu)和制震結(jié)構(gòu)則是比較新的技術(shù)。
在日本,將抗震結(jié)構(gòu)的建筑改為免震建筑,成本只需增加5%~10%。
此外,日本建筑在選材上格外講究,比如在歐洲、中國(guó)經(jīng)常被當(dāng)作主要建筑材料的磚瓦,現(xiàn)在在日本建筑中幾乎已經(jīng)找不到蹤影。磚結(jié)構(gòu)建筑在日本幾乎不再被使用,取而代之的是輔以輕型墻面材料的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的建筑既安全抗震,又節(jié)省能源。
在日本房屋建筑中普遍使用的新型材料的共同特征是質(zhì)量輕、強(qiáng)度高,比如樹(shù)脂、加氣混凝土、碳纖維,即便倒塌墜落,也不會(huì)對(duì)人體造成嚴(yán)重傷害,而且安裝方便,蓋房子跟搭積木一樣輕松。
在冬天經(jīng)常下雪的日本東北地區(qū),人們?yōu)榱藨?yīng)付積雪,在建造房屋時(shí),房頂多采用鐵板材料。用鐵板作為屋頂,比使用瓦片的建筑物質(zhì)量要輕許多。此外,為了御寒,這個(gè)地區(qū)民居的房間門(mén)、窗開(kāi)口的幅度較小,這使得房間抗震性更強(qiáng),地震中房屋倒塌少,很大程度上減少了人員死傷。
1996年,日本實(shí)行“耐震改建計(jì)劃”,開(kāi)始廣泛應(yīng)用隔震技術(shù),在房屋和地基之間加入減震層,利用建筑物本身的晃動(dòng)來(lái)吸收地震的能量。
這種技術(shù),是在建筑的底部安裝彈性橡膠墊,或者摩擦滑動(dòng)承重座緩沖裝置來(lái)抵抗地震。這些橡膠層非常耐用,一般使用年限約60年,能夠把地震引起的樓房搖晃程度減輕到1/3甚至1/5。
地狹人多的日本有很多高層建筑,為了抵御地震的破壞,日本的高層建筑也普遍采用這種地基地震隔絕的技術(shù)。
日本建筑施工具有工業(yè)化程度高、計(jì)劃制定精準(zhǔn)、工序銜接緊密的特點(diǎn),除此之外,日本建設(shè)主管部門(mén)還制定過(guò)程驗(yàn)收制度,通過(guò)隨時(shí)檢查和抽查,一個(gè)環(huán)節(jié)驗(yàn)收合格才能進(jìn)行下一步施工,保障工程質(zhì)量。
在抗震方面,日本建筑物的抗震標(biāo)準(zhǔn)由《建筑設(shè)計(jì)基準(zhǔn)法》和《建筑設(shè)計(jì)基準(zhǔn)法施行令》嚴(yán)格規(guī)定。
1995年的阪神大地震給日本造成了很大損失,而災(zāi)后統(tǒng)計(jì)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(wú)損。
事實(shí)上,日本就是在1981年全面實(shí)行了“新抗震設(shè)計(jì)法”,引入了多個(gè)方面的新規(guī)定。
《建筑設(shè)計(jì)基準(zhǔn)法》否認(rèn)了傳統(tǒng)的日本式木造住宅建筑方法——木造軸框架法的抗震性能。
這種建筑方法是用石條在屋基上做柱子,然后放上木造框架,房頂使用瓦片。經(jīng)過(guò)專家認(rèn)證,木造軸框架,本身就是不穩(wěn)定的平行四邊形框架結(jié)構(gòu),沉重的瓦塊屋頂更是對(duì)地震的搖晃毫無(wú)抵抗能力,一旦塌落很可能造成人員傷害。
1974年,日本從歐美引進(jìn)了木造框架組合墻壁構(gòu)造法建筑技術(shù)。1982年重新修訂的《建筑設(shè)計(jì)基準(zhǔn)法》給予了這種施工方法支持。之后的地震經(jīng)歷證明,支持這個(gè)法案是正確的。因?yàn)?,根?jù)新方法建造的房屋沒(méi)有一間在地震中倒塌。
1995年的阪神大地震之后,經(jīng)過(guò)修訂的《建筑設(shè)計(jì)基準(zhǔn)法》規(guī)定,高層建筑必須能夠抵御里氏7級(jí)以上的強(qiáng)烈地震。
此后,日本曾四次修改《建筑設(shè)計(jì)基準(zhǔn)法》,將建筑物的抗震標(biāo)準(zhǔn)一再提高。
修訂后的法規(guī)將住宅、樓房抗震標(biāo)準(zhǔn)提高為:經(jīng)得住6~7級(jí)地震搖晃而不會(huì)坍塌,尤其是商務(wù)樓要求能夠遇8級(jí)地震不倒,使用期限能夠超過(guò)100年。
同時(shí),日本還制定計(jì)劃,到2015年,讓90%的住宅建筑達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)。