建筑抗震,我們可以向日本學(xué)習(xí)什么?
十九世紀(jì)后半葉,日本剛剛開(kāi)始對(duì)地震的研究,那個(gè)年代,日本還沒(méi)有提出建筑要有抗震設(shè)防能力。1892年,“預(yù)防震災(zāi)調(diào)查會(huì)”成立,他們的目標(biāo)是——提升木造建筑的耐震性。這個(gè)目標(biāo),未免太保守了一點(diǎn)吧?不過(guò),在那之后,日本建筑抗震研究就開(kāi)始進(jìn)入了有科學(xué)世界觀指導(dǎo)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(shè)計(jì)中,水平力應(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(jì)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(yàn)。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(shè)計(jì)的規(guī)范。此后,日本的建筑物進(jìn)入抗震減災(zāi)1.0時(shí)代。1968年,100多米高的霞關(guān)大樓建成,當(dāng)時(shí)這個(gè)大樓采用的是預(yù)制鋼筋混凝土耗能剪力墻和鋼框架結(jié)構(gòu)。聽(tīng)上去有點(diǎn)難,各位肯定聽(tīng)說(shuō)過(guò)裝修專業(yè)名詞“承重墻”,它是用來(lái)承受豎向荷載為主,而“剪力墻”則專門(mén)用來(lái)支撐水平負(fù)荷。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),那時(shí)候的思路就是用stronger的材料來(lái)建造stronger的高樓,讓它們能夠抵御強(qiáng)風(fēng)和地震的搖動(dòng)。除了減震墻,日本很多建筑物在設(shè)計(jì)時(shí)也考慮了隔震原理。1921年,設(shè)計(jì)師Frand Wright在設(shè)計(jì)東京帝國(guó)飯店時(shí),把緊密排列的短樁打入地下的軟弱土層之上,而帝國(guó)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(dòng)態(tài)發(fā)展的建筑法……1924年開(kāi)始,日本建筑規(guī)范規(guī)定結(jié)構(gòu)力計(jì)算要考慮抗震系數(shù),在這方面日本當(dāng)時(shí)走在了世界前列。日本的《建筑設(shè)計(jì)基準(zhǔn)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(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,《建筑基準(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(shí)行“新抗震設(shè)計(jì)法”,引入了多個(gè)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(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 至7 級(jí)地震搖晃而不會(huì)坍塌,尤其是商務(wù)樓要求能夠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)。日本重建工程“不死鳥(niǎo)”計(jì)劃后,多數(shù)高層建筑以“不死鳥(niǎo)”形象在地震中巋然不動(dòng)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?biāo)準(zhǔn)的歷史時(shí),你會(huì)發(fā)現(xiàn),在每一次重大地震后,日本馬上會(huì)組織力量進(jìn)行調(diào)查,然后對(duì)《建筑基準(zhǔn)法》提出修改意見(jiàn),不斷更新迭代,越來(lái)越完善。關(guān)鍵的問(wèn)題還是錢(qián)啊從汶川地震到魯?shù)榈卣穑顾拇罅糠课荻际青l(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村自建的住房,這些房子很少考慮到抗震設(shè)計(jì),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?yàn)榕蛎浭湛s而開(kāi)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(shí)行“耐震改建計(jì)劃”廣泛應(yīng)用了隔震技術(shù),就是利用建筑物本身的晃動(dòng)來(lái)吸收地震的能量。他們?cè)诮ㄖ锏撞刻罴酉鹉z層或者滑動(dòng)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(duì)樓房的搖晃程度減輕1/3到1/5。推行這個(gè)技術(shù)后,房屋造價(jià)將提升,一般樓房的造價(jià)將提高10%,公寓樓的造價(jià)則會(huì)提高25%。除此之外,日本民居還普遍采用箱體設(shè)計(jì)。這樣能夠保證房屋在地震發(fā)生時(shí)不會(huì)散開(kāi),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(shí),電視畫(huà)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。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(jiǎn)單方便;不過(guò),一切問(wèn)題說(shuō)到底,都是經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。日本普通的民居建筑,一般來(lái)說(shuō)造價(jià)約合人民幣150萬(wàn)到200萬(wàn),而在中國(guó)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(jià)和人力價(jià)格差異,這樣低廉的成本,也很難在抗震上有什么要求。面對(duì)這種無(wú)奈,壹讀君認(rèn)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(shù)、材料,讓下次天災(zāi)造成的損害少一點(diǎn),再少一點(diǎn)。
(來(lái)自《壹讀》)