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福岛地震反思国内建筑的结构抗震

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摘要:本文从日本地震建筑震害情况,进行了理性的分析,同时也对国内目前的建筑防震技术指出一些问题;积极推广思想改变、观念的转变,政府官员的重视程度,技术人员要加强。以及我国内以后的一些建筑抗震技术展望。

关键词:日本地震 抗震技术展望

前言

2011年4月11日17点16分,日本东北部的福岛和茨城地区发生里氏9.0级强烈地震,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。在巨大的冲级中反思,作为我们,应该从中得到什么警示和教训?而中国建筑的抗震能力如何?质量是否令人放心?非常值得我们深思。

一、为什么日本的房子强震还能不倒,倒了也不烂?

(1)选材格外讲究 ,少用砖瓦。在严格法规的要求下,日本各地产商在开发建筑时都开始积极采用新的建筑抗震技术和巧妙精细的选材。 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。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。有日本最高的公寓楼之称的玉县川口公寓,就采用了与美国纽约世界贸易中心相同的建筑材料--168根cft钢管。这种钢管的直径最大达800毫米,厚度达40毫米,管芯中还注入了比通常混凝土强度高3倍的特种混凝土。通常混凝土强度高3倍的特种混凝土

(2 )日本建筑的“地基与地震隔绝术 ”

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了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。比如,三井不动产公司在东京都杉并区兼作的一座93米的免震结构公寓,建筑物的使用了高强度16积层橡胶,建筑物中央部分也使用了天然橡胶系统的积层橡胶。在6级以上的地震发生时,这种保护装置能使建筑物的受力减少一半。

(3)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。房顶多采用铁板材料。用铁板作为屋顶,比使用瓦片的建筑物质量要轻许多。此外为了御寒,房间门、窗开口的幅度较小,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。

(4)严格的抗震《建筑基准法》

法规规定,日本的高层建筑必须能够抵御里氏7级以上的强烈地震。一个建筑工程为获得开工许可,除了设计、施工图纸等文件外,还必须提交建筑抗震报告书。法律还规定,只有一级结构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。

(5)不断进取每次大震后修改建筑法

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。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。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。其后这部法律已经在1992、2000、2006年又经过三次修改。

二、为什么中国在历次地震中楼房都容易倒塌?

1我国抗震烈度标准太低

我们国家的抗震减灾法,制定的标准偏低,这与我国的经济情况有关。日本的地震烈度,规定可以防御的地震是地面运动0.3G左右,而我们国家才0.1G左右,国家该到提高设防标准的时候了!另外日本目前的抗震标准根据地基强度及建筑构造而有所不同,据国土交通省称,其基本标准为能经受住300~400伽(gal)的地震加速度值。阪神大地震的地震加速度值为800伽。熟悉中国防震情况的首都大学东京的地震工学教授岩敞介绍说,中国于2001年制定了各地区建筑抗震标准,北京为200伽,上海为100伽。发生大地震的四川省的标准较低,成都为100伽,重庆、绵阳和德阳仅为50伽。

2设计不规范 廉价空心砖成祸源

我国很多农村自建房都是砖式结构,抗震能力非常差。另外据日本媒体报道,首都大学东京的地震工学岩敞教授指出:“与日本相比,中国一般建筑物的支柱较细、混凝土质量较差、钢筋数量较少。地方上的老房子几乎没有使用新的建筑技术。”另有媒体报道,盈江地震遇难者多有被空心砖墙和空心砖简易房屋砸死,使用空心砖建造的房屋大量倒塌。记者在震区多日采访发现,囿于经济条件,村民不科学规范使用空心砖是一个普遍现象,建房“想怎么建就怎么建,没有设计图纸,更不用说能抗震”。

3监管不力 存在豆腐渣工程

豆腐渣工程的出现,在于目前建筑业的体制问题。比如,因为利益监理起不到监理的作用,无法客观有效地进行工程监督。整个行业需要引入非利益相关的第三方机构。怎么判断是豆腐渣呢? 对于非专业人士来说,如果在震区发现混凝土很酥(比如一敲就碎)、30cm×30cm范围内混凝土里面没有钢筋,或者混凝土有蜂窝样的空洞,或者砖很酥、砂浆很酥或砂浆不饱满,一个砖房里面基本没有混凝土或者钢筋,都极有可能是偷工减料的豆腐渣工程。施工质量通常不是一个环节上出现问题。需要在各个环节都加强监督管理,加强不良记录管理与公示,加大处罚力度。

设防要求低 《建筑抗震设计规范》中,划分了各地区的抗震设防标准,还根据建筑功能划分为甲乙丙丁四个等级。其中,除三级甲等医院外,多数医疗设施的等级只为乙等。而幼儿园、小学的教学楼也只是乙等级别。

4抗震观念上忽视

城市迅速发展,要求建筑物迅速地被建造,忽略设计,降低质量,使得建筑物成为加重灾害的隐患。

5工程质量不过关

我们从一些灾后照片中发现,坍塌建筑物的混凝土废墟中有时看不见足够的钢筋,而钢筋的延展性是防止混凝土崩裂的重要设计考虑和技术手段之一。

三、技术展望:全行从根本上提高抗震意识,防患末然

新版《建筑抗震设计规范》已于2010年12月1日起施行,新规范”从抗震计算分析,通过构造措施等手段进一步保证了建筑的抗震性能,使之更好达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的目标。

我们应该从日本大地震中汲取教训,重新审视我们的建筑质量。从最初的设计、选材、施工等方面都应该严守标准。政府也需加大对房地产建设的质量监管力度,对工程中偷工减料的须严加惩处,为百姓的生命和财产安全提供强有力的保障。