建筑抗震设计的日本经验

此次最让人痛心的就是因大地震所倒塌的学校夺去了那么多天真可爱的孩子的生命!借此国家征集震后重建的建议的机会,本人认为,震后重建应学习日本房屋的防震设计.

我本人就出生在过去日本人撤离后留下的日本军官住的日本房子里,唐山大地震发生后,我的家乡很多房子开裂,个别房屋倒塌,但我家却“毫发无损”.当我长大后,父亲告诉我,这房子是日本人盖的,因为日本属于多地震国家,所以他们造房子第一考虑的就是防震,因此在他们世世代代的房屋设计领域里积累了宝贵的防震设计经验,最值得一提的就是他们对学校防震系统的设计要高出任何建筑,在此本人将建议介绍如下：

◆日本校舍：第一避难所

在校舍防震方面,日本做得较好.日本防震有一个基本原则,就是“学校是第一避难所”,所有的房子都可以倒,学校的房子不能倒.这也是日本总结历次地震灾害教训的结果.1923年,日本关东大地震,导致不少学校教学楼倒塌,学生集体遇难.当时的日本政府从中吸取了教训,要求以“学生的生命维系着国家未来”为最高原则,加强房屋抗震性.1995年1月17日大阪、神户地区的7.2级“阪神大地震”之后,日本政府开始实施“校舍补强计划”.根据这一计划,全国各中小学校全面进行一次抗震检查,对不符合最新抗震要求（抗震要求为7级）的学校立即进行补强施工.日本校舍多采用钢骨架,可以起到弹性防震作用.

在日本这些年来发生的多次地震灾害中,最后不会倒塌的建筑物中必有学校.日本的学校是防灾的中心,是市民在遭遇灾害时最放心的躲避场所,那里有宽大的操场,有体育馆,一有地震、暴雨等灾害发生,市民就会先到这里来躲避.一些学校还有小仓库,里面储存了淡水、铁锹、燃料以备不测.而日本各社区发出的防灾通知中,总要标出小学、中学、高中所在的位置,告诉住户一旦发生灾害,要去学校躲避.

◆高层建筑:抗震性一定弱吗?

专家认为,只要建筑达标,高层建筑抗震性能不一定差.以美国洛杉矶地震为例,有些摩天大楼尽管摆动厉害,有时摆幅达两三英尺,但因在建筑设计时充分考虑到了抗震性,所以仍安然无恙.

在日本,许多高层公寓开始销售不久即告罄,一个重要原因就是这些高层公寓多半与高层写字楼做了同等水平的抗震设计.日本大京公司的一座号称日本最高(地上55层、高185米)的公寓,使用了与美国纽约世界贸易中心相同的钢管168根,确保了抗震强度.另外,该公寓还使用了刚性结构抗震体.如遇阪神大地震级别的地震发生时,柔性结构的建筑一般要摇动1米左右,而刚性结构建筑只摇动0.3米.三井不动产公司在都杉并区出售的一座免震结构公寓高达93米,建筑物的使用了新研制的高强度16积层橡胶,建筑物的部分使用了天然橡胶系统的积层橡胶.这样,在6级地震发生时,就可将建筑物的受力减少至1/2.

◆新型抗震设计：可以救命

近年来,国外科学家运用现代科技,设计建造了不少新型抗震建筑.美国建造了一种可以防震的“滚珠大楼”,如硅谷最近兴建的一座电子工厂大厦,在建筑物每根柱子或墙体下安装不锈钢滚珠,由滚珠支撑整个建筑,纵横交错的钢梁把建筑物同地基紧紧地固定起来,发生地震时,富有弹性的钢梁会自动伸缩,于是大楼在滚珠上会轻微地前后滑动,可以大大减弱地震的破坏力.

地震高发区日本在这方面也特别有经验,他们设计了一种“弹性建筑”,有较好的抗震性能.日本建了12座弹性建筑.经发生的里氏6.6级地震考验,证明在减轻地震灾害方面效果显著.这种弹性建筑物建在隔离体上,隔离体由分层橡硬钢板组和阻尼器组成,建筑结构不直接与地面接触.阻尼器由螺旋钢板组成,以减缓上下的颠簸.

日本早就不用砖头盖房子了,五彩缤纷的“瓦片”是塑料制成的.日本民用建筑的“墙体”多是“整体结构”,就是一大块儿、一面整体的“墙”.这些墙体结构的内部是类似石棉一类的充填物.日本各城市都在“防震建筑”上大做文章,有的城市建筑物的地基部分加上硬质橡胶和钢板,使建筑物本身结构有了弹性,能抗7级左右地震.

近年来,日本一些城市出现兴建“抗震抗灾公寓”热潮,这也是吸取神户地震的教训而采取的一项积极措施.这种公寓抗灾功能强,具备共同的储备粮仓库、抗灾饮用水井和紧急医疗救护室,甚至拥有供直升机起降的场地.

日本神户地震还给建筑师们留下一个重要的思考题：建筑物、桥梁和其他建筑结构的设计仅考虑到防止生命损失是不够的,还必须使它们达到在地震以后能使城市继续运转的要求,诸如能源、通信、供水等现代“生命线”,必须具备更强的抗震防灾能力.日本目前已建立了一套电脑化的地震报警系统,能在大地震发生几秒钟内切断煤气、水、电等公共设施的供应.同时,日本正在普及用于公共机构和住宅的独立单元式安全供电、供水等设备.

◆建筑立法：严把质量关

日本法律在建筑物抗震、防火等安全性方面的要求非常严格.日本《建筑基准法》规定,新建筑必须达到在百年一遇的地震中不倒塌,在数十年一遇的地震中不受损的抗震强度.

在日本,一个建筑工程要获得开工许可,必须提交建筑抗震报告书.报告书要根据地震的不同强度,计算不同的建筑结构在地震中的受力大小,进而确定建筑的梁柱位置、承重以及施工中钢筋、混凝土的规格和比例.普通的一座层公寓楼,其抗震报告书动辄厚达两三百页.建筑抗震报告书经过相关部门确认无误后,建筑才能开工.

地震专家对历次地震的分析显示,地震中人员伤亡总数的95%以上是由房屋倒塌造成的.自1976年唐山大地震后,我国对城市建筑的抗震标准进行了严格规范.上个世纪80年代后的新建房基本上都具有防震、抗震能力.如果严格依照防震标准设计和施工,大部分建筑物应该能够抵御类似这种级别的地震.这次中损毁的多是一些老旧建筑和没有达标的建筑.

对于为何这次地震中校舍倒塌较多,工程抗震专家、中国科学院周锡元院士说：“我国学校的设计和建设,是按标准走的,问题在于没有提高标准.”他说,学校在抗震方面存在几个先天缺陷：一是房间大,二是窗户大,三是走廊长,缺少墙面支撑,抗震能力就弱.（于泽霖）

（摘自于泽霖6月5日“新浪网”博客.标题有改动）