日本.地震对中国建筑业的启示

日本3.11地震对中国建筑业的启示在3.11特大地震中，日本虽然损失惨重，但多数坚挺不倒的高层建筑物，在特强地震中岿然不动……在历次中国大地震如四川汶川大地震中，很多建筑物一震就倒，而且毁坏程度相当之高。很多鲜活的生命都是被坍塌的建筑物夺走的。鲜明的对比，值得中国建筑业深刻反思。2011年3月11日下午，日本东北部海域发生里氏9级地震。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却不多。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。很多房子虽然被汹涌的海浪挪出很远，但全然没有散架。截止2011年4月12日，因地震和海啸死亡13219人，受伤4742人，失踪14274人。2008年5月12日下午，四川汶川县附近发生8级地震。汶川地区灾情严重，80%~90%房屋倒塌，其中八个镇被夷为平地，截至2008年9月22日，四川汶川地震已确认69227人遇难，374643人受伤，失踪17923人。3.11日本地震照片 5.12汶川地震照片日本此次大地震释放的能量十倍于汶川地震，且地震后带来了巨大的海啸，但其房屋倒塌情况与人口伤亡情况却远低于汶川地震，答案到底在哪？严苛的建筑法规日本堪称世界上地震最多的国家，每年发生有感地震1000多次，全球10%的地震均发生在日本及其周边地区。因此，“抗震”是日本建筑的首要要求。1950年，日本颁布《建筑基准法》，由7章105条组成。根据该法规，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；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。这一报告书主要内容是，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、混凝土的规格和配比。法律还规定，只有一级建筑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。普通的一个8、9层公寓楼，其抗震报告书动辄厚达两三百页。建筑抗震报告书必须经过相关部门或人员的检查，确认无误后才能开工。《建筑基准法》成为日本建筑法规的基石，以后关于建筑的各种法规都是在该法基础上衍生而来的。为了配合《建筑基准法》的顺利实施，使建筑设计规范化，日本还于1950年颁布了《建筑师法》。该法是为规范建筑物的设计规模和种类，并对工程进行监督而制定的。根据该法的规定，建筑师分为一级和二级，1984年又增加了木工建筑师，建筑师制度规定建筑师须持证上岗，其业务范围除根据建筑物的规模及种类进行设计外，还具有工程监督的义务。除了《建筑基准法》和建筑师制度，日本还以法律法规形式明确要求房地产开发商保证其产品质量的责任制度。日本确保住宅质量主要依靠《住宅质量确保法》的“瑕疵担保责任的特例”和由住宅保证机构负责实施的“住宅完成保证制度”、“住宅性能保证制度”三项措施来确保住宅的质量。不断完善的建筑法规不仅拥有严苛的《建筑基准法》，每次特大地震发生后，日本国土交通省（相当于我国的住建部）都会组织力量进行建筑抗震调查，根据调查结果提出《建筑基准法》的修改意见。在上世纪七八十年代，日本的建筑法律就有两次重大修改。首先，这部法律否认了传统的日本式木造住宅建筑方法——木造轴框架法的抗震性能。在1974年，日本从欧美引进了木造框架组合墙壁构造法建筑技术。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。2005年，日本相继爆出建筑设计师和开发商联手在高层建筑设计数据上造假以及在施工中偷工减料等丑闻，震惊全国，尤其“姐齿秀次”事件的发生。以此为契机，日本政府和建筑主管部门及时讨论并提交了建筑相关条款的修正案。2006年10月11日，日本国土交通省提交了《建筑基准法》、《建筑业法》和《建筑师法》三项法律的修正案。修正案弥补了以往法律的缺陷，严格了建筑设计标准和加大了处罚力度。例如，以前的法律规定，只要一级建筑师担任设计承包方，他可以将部分设计转包给不具备建筑师资质的设计师，而如果修正案获得通过，今后这样的做法将被视为非法。同时修正案还规定，对设计了那些建筑抗震强度明显不足的建筑师，惩罚也将现行的罚款50万日元提高到最高可处3年有期徒刑。先进的抗震设计地震专家对历次中国地震的分析显示，地震中人员伤亡总数的95%以上是由房屋倒塌造成的。因此，建筑设计上采用防震措施，对于减少伤亡有很正面的作用。日本开发了多项先进的建筑防震技术，目前日本拥有世界上最多的隔震建筑，尤其是最近30年，全日本共约在2000栋公共建筑和3000栋住宅建筑中使用了隔震技术。刚性结构。日本的建筑善于利用刚性结构提高建筑物的抗震性能。日本某公司的一座号称日本最高(地上48层、高243米)的东京都都厅，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，该都厅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30厘米。东京都都厅，243m橡胶抗震。日本建筑师普遍使用橡胶提高建筑物的抗震性能。例如，三井不动产公司在东京都杉并区出售的一座免震结构公寓高达93米，建筑物的外围使用了新研制的高强度16积层橡胶，建筑物的中央部分使用了天然橡胶系统的积层橡胶。“这样，在烈度为6度的地震发生时，就可将建筑物的受力减少至1/2。”“弹性建筑”。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。日本东京建了12座弹性建筑，其中东京电通大厦就是其中一栋。经东京发生的里氏6.6级地震考验，证明在减轻地震灾害方面效果显著。东京电通大厦，213m日本鹿岛建筑部门发明了弹簧大楼。其特点是，由弹簧把连着地基的基础部分和建筑物主体分开，让建筑物主体处于一种漂浮状态，而弹簧正是一种能吸收地震和其他振动冲击的中介物，无论地基怎样摇晃，建筑物都不会受到强烈的冲击。实验证明，烈度6~7度的地震摇晃，传到这种建筑物时烈度也将减到原来的十分之一。“局部浮力”抗震系统。这种技术是在建筑物上层结构与地基之间设置贮水槽，使建筑物受到水的浮力支撑。水的浮力承担建筑物大约一半重量。地震发生时，由于浮力作用延长了固有振荡周期，即晃动一次所需时间，建筑物晃动的加速度得以降低。这种技术不仅具有较好的抗震效果，同时贮水槽内贮存的水在发生火灾时还可以用来灭火，或者作为地震发生后的临时生活用水。更重要的是这一系统成本并不算高，以8层楼医院为例，成本比普通抗震系统高出大约2%。“滑动体”基础技术。这种技术适用于独户、古旧建筑，通过在建筑物与基础之间加上球型轴承或是滑动体，形成一个滚动式支撑结构，从而减轻地震造成的摇动。日本目前已经对国立西洋美术馆等古旧建筑实施了这种补修工程。箱体技术。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。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。“绷带”技术。日本发明了一种廉价的防震加固技术，以类似安全带的树脂材料“绷带”包裹建筑物内支柱。由构造品质保证研究所开发的这种防震加固技术被称为“SRF工艺”。抗震“绷带”采用树脂纤维编织制造，形状类似安全带。施工时，将抗震带涂上黏合剂，包裹后固定在建筑物支柱上。地震发生时，支柱即使出现内部损伤也不会倒塌，这可以确保人员的生存空间。以一座每层有12间房屋的4层楼为例，通常加固工程需要花费5000万~1亿日元，采用这一技术后，仅需500万日元左右，如果是木质建筑，仅需数十万日元。工程施工也相当简单，构造品质保证，研究所此前已经完成了250个此类项目，包括新干线高架桥、医院以及约40栋学校建筑物等。严谨的工程施工日本的建筑施工严格按照设计标准执行，日本施工质量过硬，一丝不苟，确保建筑的抗震能力符合设计标准。而从汶川地震的灾后照片发现，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。日常抗震维护管理日本专家指出，让建筑保持其抗震性能没有一劳永逸的办法，有关方面需要长期坚持“定期体检”，注意维护管理，发现问题后及时采取措施。只有这样，才能指望抗震建筑能够经受住重大地震的“实战”考验。所以，日本十分注意定期给建筑做“体检”。“体检”大致分为4类，即竣工时检查、定期检查、应急检查和详细检查。尤其值得一提的是定期检查：技术人员除每年检查抗震层外，在建筑竣工后第5年、第10年及之后每10年，对建筑进行一次全面检查，检查内容包括抗震材料的性能、抗震层外围有无阻碍建筑水平移动的物体、设备管线有无损伤等。专业技术人员还会定期对民房进行抗震加固等级评定，政府会酌情给予居民适当的补贴鼓励。总之，日本确保建筑抗震质量的成功经验值得我国借鉴，我国应该提高抗震设防标准，发展隔震减震建筑，从完善法律法规和加强监督两方面着手，严格把关，防范豆腐渣工程的产生。我国新版《建筑抗震设计规范》已于2010年12月1日起施行。注：“姐齿秀次”事件2005年11月，千叶县的建筑师因伪造抗震强度构造计算书而被捕。据日本国土交通省和千叶县等有关方面的调查显示，由千叶县姐齿建筑设计事务所的一级建筑设计师姐齿秀次设计的194栋高层建筑中，有20多栋建筑物的设计数据存在造假问题，严重影响居住安全。日本《建筑基准法》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，设计师承担的是建筑设计中最重要的结构设计。但姐齿秀次设计师在设计过程中故意违反国家规定的设计标准，采用降低抗震级别、缩小支柱和横梁的尺寸和强度、减少钢筋使用数量等方式来达到降低造价的目的，采用只能抵御里氏5级左右地震的方案来建造高层建筑。这些已查明的劣等建筑物实际抗震能力大大低于国家有关规定。其中大多数高层建筑物的实际抗震能力不到国家规定的50%，最低的只有规定标准的26%。据姐齿秀次交代，他在设计中篡改数据、偷工减料是应开发商要求所为，因为这样施工可以节省10%以上的成本。当初他还以为自己的结构设计书通不过审查，没想到最后能够顺利过关。通过日本有关方面调查发现，姐齿建筑设计事务所提交的