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關(guān)于日本防震,你不可不知的3件事

時(shí)間:2021/05/14

日本被公認為世界第一的抗震強國,為了讓房子最大限度為民眾提供庇護,日本政府在房屋的抗震功能上下了很大功夫,側面展示出第一抗震強國實(shí)打實(shí)的抗震能力。那么日本的建筑是如何做到防震的呢?日本建筑防震系數如何呢?今天就讓我們來(lái)解析日本人的防震秘笈。

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在日本購買(mǎi)房產(chǎn)時(shí),大家最關(guān)心的問(wèn)題就是“日本為地震多發(fā)國家,我買(mǎi)的房產(chǎn)耐震嗎?”

日本于1981年6月1日改定了”建筑基準法(新耐震基準)”,為原有的建筑抗震基礎上加入了新基準。在日本,建筑物的抗震標準已提高為7級地震也不會(huì )倒塌,尤其商務(wù)樓,更被要求能夠抵抗8級以上地震,并且使用期限超過(guò)100年。也就是說(shuō),無(wú)論任何建筑材質(zhì),在這之后按新耐震標準建造的建筑物都是可以抵抗地震的。

1.jpg 日本抗震技術(shù)

日本的抗震技術(shù)到底分為幾種呢?建筑抗震總共分為3種,分別為耐震、制震、免震。

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▲ 從左依次是:免震、耐震、制震

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▲ 抗震結構搖晃示意圖

未標題-1.png 耐震 未標題-1.png

通過(guò)建筑建構體,例如提高墻體和承重梁柱的強度及韌度,使建筑物整體經(jīng)得起震動(dòng),而日本目前大多采用這種耐震技術(shù),主要用在低層建筑中。

未標題-1.png 制震 未標題-1.png

就是減震的意思,通過(guò)內部的緩沖裝置,例如阻尼器(TMD)、調諧質(zhì)塊阻尼器(AMD)等制震技術(shù)。制震與耐震最大不同在于建筑物本身在地震時(shí)也會(huì )跟著(zhù)搖晃,但這種搖晃是故意與地震搖晃方向相反。因為這個(gè)特性,在建筑物當中所受到的搖晃實(shí)際上會(huì )比地震的實(shí)際搖晃程度來(lái)得小!

比較有趣的是,制震只有在2樓以上才有效果,因為1樓會(huì )隨著(zhù)地震晃動(dòng)(因為1樓與地面連在一起,不可能與地震做反方向晃動(dòng))耐震效果不明顯。

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▲ 制震技術(shù)范例——阻尼器

未標題-1.png 免震 未標題-2.png

如字面上的意思,“你震我不震”就是讓建筑物本身不會(huì )(免除)感受到地震發(fā)生時(shí)所晃動(dòng)的建筑防震方法。除了保護建筑物本身之外,也可以保護建筑物里的人及物品。其工藝在于使用一種特殊隔震裝置將建筑物與地面隔開(kāi),地震發(fā)生時(shí)可以吸收能量,防止地震影響到上方建筑。免震建筑通常為了能夠與地震呈反方向的移動(dòng),都會(huì )與鄰近的建筑物保持一定的距離,因此對于周邊腹地本身較為狹隘的建筑物來(lái)說(shuō)是不可能實(shí)現的。

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▲ 免震技術(shù)范例:243米高東京都廳大樓

所使的免震技術(shù)如同加了大彈簧

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▲ 免震設計抗震效果最佳

但成本高、條件高、且施工困難

2.jpg 日本耐震等級

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▲ 《日本一般住宅VS政府部門(mén)耐震系數一覽》

1995年震驚海內外的阪神大地震為M6.8級,部分木造房屋損壞。因此2000年耐震基準再次進(jìn)行修改,不僅僅對中高樓層耐震系數有所要求,對于木造建筑的抗震結構也提高了標準,同時(shí)也要求了全面性的建設基盤(pán)地地質(zhì)調查,來(lái)提升更高層次的抗震性。

根據日本“一般社團法人&住宅性能評價(jià)表示協(xié)會(huì )”所發(fā)布的房屋耐震圖顯示:

未標題-1.png 耐震等級1 未標題-2.png 

由日本建筑基準法而定,此等級為最低限度的耐震基準??赡?級~7級地震,為不會(huì )立即倒塌的耐震系數,多為一般住宅的耐震標準。

未標題-1.png 耐震等級2 未標題-2.png

為耐震等級1的1.25倍耐震性能??赡?級中強震~7級地震。多為醫院、學(xué)校、避難場(chǎng)所等公共建筑的耐震標準。

未標題-1.png 耐震等級3 未標題-2.png

為耐震等級1的1.5倍耐震性能??赡?級強震~7級地震,即使建筑物有毀損,只需要輕微修補即可繼續使用。多為消防署或警察屬等政府部門(mén)的耐震標準。

3.jpg 日本房屋結構與耐震關(guān)系

日本房屋結構多以木造或輕鋼骨為主。以最常見(jiàn)的一戶(hù)建為例,多以木造結構來(lái)建造;高樓層公寓或中高層則以輕鋼結構或鋼混結構為主,并且采用隔震減震技術(shù),使房屋震感至少減少90%以上,提高建筑物的安全性至少4~6倍左右。

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▲ 日本一戶(hù)建

大部分的一戶(hù)建都以木造為主,除了建造周期短以外(翻新約6個(gè)月左右),還抗震耐久。很多人會(huì )問(wèn)道木造房子不是很容易倒塌嗎?其實(shí)不必擔心,木造房屋比起鋼筋水泥建筑更有柔韌性,在受到高強度的地震時(shí)會(huì )晃動(dòng)變形,抵消震動(dòng)所帶來(lái)的沖擊,即使倒塌,木制結構也會(huì )大大減少對居住者的傷害。最具代表性的就屬「日本京都東寺的五重塔」,號稱(chēng)日本最古老的木造建筑,歷經(jīng)千年的地震依然屹立不倒。而國內故宮也歷經(jīng)600年,依然佇立在首都北京。

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▲ 日本公寓外觀(guān)圖

日本公寓的建筑架構多以輕鋼骨或鋼混結構所組成。在日本建造公寓或高樓層時(shí),不僅需要提供設計、施工圖紙外還需要提交建筑抗震報告書(shū),其內容包含根據地震強度不同,計算不同的建筑結構在地震中的受力大小,進(jìn)而確定建筑的梁柱位置、承重及施工中鋼筋、混泥土的規格和配比。除此之外,還必須擁有一級建筑師以上的人才有資格編制報告書(shū),若是不按照要求,在日本可能會(huì )被控訴“預謀殺人罪”的重罪,可以看出對建筑物的嚴格要求。

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▲ 1995年的阪神大地震與

2011年311大地震相比房屋損害統計

我們從上圖可看到,在2011年311大地震中無(wú)損害或輕微損傷的房屋平均到8成以上,311大地震的震級為9級,9級是什么概念?

汶川大地震為7.9級,玉樹(shù)大地震為6.9級,距離福島僅300公里的東京震級也在7級以上,然而地震在東京市區內造成的死亡人數僅僅為7人。很難想象這種情況能出現在人口密度如此高的城市中,其中的原因之一就是其堅固的城市建筑設計。

過(guò)去日本只采用一般耐震建材,直到阪神大地震發(fā)現免震設計最安全才開(kāi)始大規模使用,經(jīng)311大地震后再設計更進(jìn)步的工法并將免震進(jìn)一步運用在高層樓建筑。不僅如此,現代木結構的一戶(hù)建防震效果也完全不馬虎,除了上述提到木頭本身的韌性外,無(wú)論是重型木結構住宅還是輕型木結構住宅,根據建造手法及工藝,都具有防震效果且不亞于公寓。

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▲ 東京防災手冊

經(jīng)過(guò)一番解說(shuō)后是否對于日本的抗震技術(shù)有一些了解了呢?日本政府不僅對“硬件”建筑物規范嚴格,“軟件”也非常上心,除了學(xué)校必學(xué)的防災知識外,對于居住在日本的外國人也會(huì )發(fā)放防災手冊,并且著(zhù)有中英文版,將防災理念貫徹到底!

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