十九世紀(jì)後半葉,日本剛剛開始對地震的研究,那個年代,日本還沒有提出建築要有抗震設(shè)防能力。1892年,“預(yù)防震災(zāi)調(diào)查會”成立,他們的目標(biāo)是——提升木造建築的耐震性。
在那之後,日本建築抗震研究就開始進(jìn)入了有科學(xué)世界觀指導(dǎo)的階段。1916年,日本建築家佐野利器提出“靜力震度法”,建議建築的結(jié)構(gòu)設(shè)計中,水準(zhǔn)力應(yīng)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(shè)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(guān)東大地震就發(fā)生了,興業(yè)銀行大樓經(jīng)受了考驗。於是,在第二年施行的日本都市建築法中,“靜力震度法”的原則,就成了抗震設(shè)計的規(guī)範(fàn)。
此後,日本的建築物進(jìn)入抗震減災(zāi)1.0時代。1968年,100多米高的霞關(guān)大樓建成,當(dāng)時這個大樓採用的是預(yù)製鋼筋混凝土耗能剪力墻和鋼框架結(jié)構(gòu)。聽上去有點難,各位肯定聽説過裝修專業(yè)名詞“承重墻”,它是用來承受豎向荷載為主,而“剪力墻”則專門用來支撐水準(zhǔn)負(fù)荷。簡單來説,那時候的思路就是用stronger的材料來建造stronger的高樓,讓它們能夠抵禦強(qiáng)風(fēng)和地震的搖動。
1924年開始,日本建築規(guī)範(fàn)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(dāng)時走在了世界前列。
日本的《建築設(shè)計基準(zhǔn)法》頒布于1950年,之後幾經(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(zāi)後統(tǒng)計顯示,這次地震中受損建築主要建於1971年前,1981年後建造的房屋幾乎完好無損。
事實上,《建築基準(zhǔn)法》1971年修正令強(qiáng)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(shè)計法”,引入了多個方面的新規(guī)定。
此後,日本曾在1996、2000、2005和2006年四次修改《建築基準(zhǔn)法》,將建築物的抗震標(biāo)準(zhǔn)一再提高。修訂後的法規(guī)將住宅、樓房抗震標(biāo)準(zhǔn)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(wù)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%的住宅建築達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)。
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(yīng)用了隔震技術(shù),就是利用建築物本身的晃動來吸收地震的能量。他們在建築物底部填加橡膠層或者滑動承重座作為緩衝裝置。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(shù)後,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,日本民居還普遍採用箱體設(shè)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(dāng)然新型材料的運(yùn)用也不容忽視。它們的共同特徵是品質(zhì)輕,強(qiáng)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(yán)重傷害,而且安裝方便,蓋房子跟搭積木一樣輕鬆。摘自《壹讀》
[責(zé)任編輯: 林天泉]
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