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日本房屋建筑防震措施初探

日本房屋建筑防震措施初探
日本房屋建筑防震措施初探

日本房屋建筑防震措施初探

2008年5月12日14时28分四川汶川发生里氏8级特大地震,据民政部统计,截至5月19日21时,地震已造成倒塌房屋536.25万间,损坏房屋2142.66万间。截至5月22日10时,四川汶川地震已造成51151人遇难,288431人受伤,累计失踪29328人。有种说法:造成人员伤亡的不是地震,而建筑物的不抗震是更大级别的地震。不错,事实证明,提高建筑的防震抗震水平,是避免造成伤亡的最重要途径。

众所周知,我们东邻日本是一个地震频发的国家,每年发生有感地震约1000多次,全球10%的地震均发生在日本及其周边地区。其中6级以上的地震每年至少发生1次,据不完全统计,世界范围内发生的里氏6级以上的地震,大约有20%发生在日本。然而,地震并没有给日本带来巨大人员伤亡等损失。2003年9月26日,日本北海道地区发生里氏8级地震,只造成1人死亡、2人失踪和500余人受伤,绝大部分建筑保持完好。

是什么原因造成如此大的反差呢?本文将试图通过对日本房屋建筑防震措施的分析和探讨,以给国人有所启示。

一、以法律作为保障

一次次惨痛的地震悲剧在日本发生,1923年的关东里氏8.1级大地震造成99331人死亡、43476人失踪;1995年1月17日发生在兵库县南部地区的阪神里氏7.2级大地震,造成6434人死亡、约4万余人受伤。然而面对不可避免的天灾,日本人清醒地认识到,要想生存就必须采取果断有效措施。早在1923年关东大地震之后,日本就制定法律,要求建造房屋时必须计算防震程度,1995年颁布了建筑防震标准——《建筑基准法》。《基准法》规定,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。抗震报告书的主要内容包括,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。

我国第一个建筑抗震设计规范是由原国家建委于1974年发布的。1976年唐山大地震后,对“74规范”进行修改,颁发了“78规范”;1989年,又发布“89规范”。2001年,对“89规范”再次进行修订,颁布实施了《建筑抗震设计规范(GB50011-2001)》。《规范》针对我国的实际情况,把我国分成6~9度四种设防分类,其中6度区是不需要进行抗震计算的,只需要在结构设计时进行相应的抗震构造措施既可;7、8、9度区的建筑物,在结构设计时都应当进行抗震验算。同时,根据建筑物的重要性和高度等因素,选择不同的抗震等级,以此来确定不同的抗震构造措施。《规范》要求,当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,一般不受损坏或不需修理可继续使用;当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震时,可能损坏,经一般修理或不需修理仍可继续使用;当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。另外,我国还发布了《建筑工程抗震设防分类标准》、《城市抗震防灾规划管理规定》等国家标准,对建筑物抗震设防分类、责任划归、防灾规划均有具体规定。

尽管近年来我国法律法规越来越健全,对建筑抗震设计要求也越来越严格,然而相对日本而言仍存在以下问题:

1、我国对建筑的抗震标准相对较低

日本《建筑基准法》的抗震标准根据地基强度及建筑构造而有所不同,其基本标准为能经受住300~400伽(Gal,加速度单位,1伽=1cm/s2,重力加速度约为980伽)的地震加速度值。而我国2001年制定的各地区建筑抗震标准,北京为200伽、上海为100伽。发生本次大地震的四川省的标准更低,成都为100伽,重庆、绵阳和德阳仅为50伽。因此与日本相比,我国一般建筑物的支柱较细、混凝土质量较差、钢筋数量较少,而众多的老房屋建筑几乎没有使用抗震技术。

2、我国对建筑的抗震标准落实不够到位

在抗震标准具体执行方面,我国建筑物的防震抗震措施很少全部落实到位。不少建筑设计、施工部门缺乏防震意识,一些建筑物等工程建设项目不按防震抗灾标准设计建设,甚至存在着降低抗震设计标准的现象,施工中也缺乏质量监督。这是很多建筑物在地震面前不堪一击的最主要原因。

3、我国对原有建筑抗震加固措施不够到位

我国也是一个多地震的国家,6度以上地震区几乎遍及全国各地。1976年以前建造的建筑物,大多没有考虑抗震设防,1989年以前的抗震规范也只规定了7度以上地震区的设防。为了使这些老建筑物遇地震时具有相应的安全储备,本应按照现行的抗震规范对它们进行抗震能力和耐久性加固。但是,由于防震意识淡薄,大多老建筑并未按规范进行加固处理,这次汶川地震中,倒塌的大量预制板结构房屋建筑给了我们血的教训。

二、从建筑结构着手

1、采用“地基地震隔绝”技术

日本在构筑高层建筑物的基础中普遍采用“地基地震隔绝”技术,在建筑物底部安装橡胶弹性垫或摩擦滑动承重座等抗震缓冲装置。为了提高传统木结构房屋的抗震能力,日本最普通的民宅也是箱体设计,地震灾害发生时房屋可以整体翻滚而不损毁;在专业技术人员对民房进行抗震加固等级评定基础上,政府给予居民适当的补贴鼓励抗震加固。

比如日本大京公司的一座号称日本最高(地上55层、高185米)的崎玉县川口公寓,使用了与美国纽约世界贸易中心相同的cft(钢管),确保了抗震强度。这种钢管的直径最大达800毫米,厚度达40毫米,而且钢管中还注入了比通常混凝土强度高3倍的高强度混凝土,该公寓共使用这种钢管168根。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30厘米。再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的地震发生时,就可将建筑物的受力减少至二分之一。

2、采用合理的建筑结构型式

建筑结构的型式繁多,根据材料来分有配筋砌体结构、钢筋混凝土结构、钢结构和钢—混凝土混合结构等。其中砌体结构强度较低、抗拉抗剪性能较差,难以抵抗水平作用产生的弯矩和剪力,因而在日本已基本淘汰;钢筋混凝土结构强度、抗震性能一般,日本只在低矮建筑中应用;钢结构强度较高、自重较轻,具有良好的延性和抗震性能,并能适应建筑上大跨度、大空间的要求,此种结构日本较多用于宽敞的公共建筑;钢—混凝土混合结构一般是钢框架与钢筋混凝土简体的结合,在结构体系的层次上将两者的优点结合起来。

高层建筑常见的结构体系有框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系和简体结构体系等。随着层数和高度的增加,水平作用对高层建筑结构安全的控制作用更加显著,包括地震作用和风荷载。高层建筑的承载能力、抗侧刚度、抗震性能、材料用量和造价高低,与其所采用的结构体系密切相关。不同的结构体系,适用于不同的层数、高度和功能。

三、使用抗震建筑材料

与传统建材不同,新型材料的质量大都比较轻,强度也较高,所以有利于抗震以及减轻地震灾害的损失,例如VPR乙烯基聚酯树脂、加气混凝土等。

1、应用VPR乙烯基聚酯树脂玻璃钢做混凝土加强筋

VPR乙烯基聚酯树脂玻璃钢在混凝土中做加强筋,使混凝土整体性好,抗震效果好。由于VPR玻璃钢轻质高强,可以减少建筑物的重量,减少地震造成的危害,节省建筑材料及基础建筑结构。

在常规的钢筋混凝土中,各种腐蚀性气体、腐蚀剂、防冻剂和盐等与钢筋接触后生锈膨胀,导致混凝土开裂,减少了钢筋混凝土的使用寿命,在化工污染严重地区、海岸建筑、海洋结构件、水边码头的建筑物受到的腐蚀尤为严重。而玻璃钢筋混凝土则大大提高了混凝土结构的综合性能和使用寿命。玻璃钢筋混凝土是近年来日本等国开发的一种新型建筑材料,展示了良好的发展前景和应用潜力,年增长率为15%,VPR乙烯基聚醋树酯玻璃钢一般通过拉挤成型制作。

2、使用加气混凝土

加气混凝土是以硅、钙材料为基础,引入发气剂,经高压处理后的新型建筑材料。它具有容重轻、强度高、保温性能好、隔热等特点,加气混凝土用作围护结构时,对于提高抗震性能,增加建筑物使用面积,减轻建筑物重量,降低工程造价,加快工程进度,都有广泛的应用前景。

3、开发使用碳纤维及其制品

碳纤维及其复合材料是伴随着军工事业的发展而成长起来的新型材料,属于高新技术产品,具有高比强度、高比模量、耐高温,耐腐蚀、耐疲劳和热膨胀系数小等一系列优异性能,它既可作为结构材料承载负荷,又可作为功能材料发挥作用。众所共知,在房屋建筑中,水泥的用量最大,但水泥有脆性大、抗拉强度低等缺点。为了改善这些弊端,人们利用碳纤维的力学特性,用混凝土或水泥做基体制成碳纤维增强复合材料。由于碳纤维的优异特性和对人畜无害等特点,在房屋建筑应用中日益受到人们的青睐。

碳纤维增强混凝土,指的是短纤维或长纤维增强的混凝土材料,主要用作高层建筑的外墙墙板。碳纤维增强混凝土具有普通增强型混凝土所不具备的优良机械性能、防水渗透性能、耐自然温差性能,在强碱环境下具有稳定的化学性能、持久的机械强度和尺寸的稳定性。用碳纤维取代钢筋,可消除钢筋混凝土的盐水降解和劣化作用,使建筑构件重量减轻,安装施工方便,缩短建筑工期。碳纤维还具有震动阻尼特性,可吸收震动波,使防地震能力和抗弯强度提高十几倍。短切碳纤维增强水泥所用碳纤维的长度为3.6mm,细度或宽度范围在7~20m,抗拉强度范围在0.5~0.8GPa。

另外,碳纤维树脂基复合材料棒材则是近几年开发的可取代混凝土钢筋的新型高性能建材产品。其应用大大减少了因钢材的腐蚀而导致建筑物灾难性破坏。碳纤维增强树脂基复合材料棒材最近在日本已经商品化,此产品具有不腐蚀、不导电等特点,重量是钢材的1/4,热膨胀系数与钢材相比更接近混凝土,而其和水泥的粘结强度则比圆钢和水泥的粘结强度高约50%~60%。

4、使用安全玻璃

玻璃是建筑物防护最薄弱的地方,当玻璃遭受外力冲击时,其飞溅的碎片极易对人造成二次伤害。因此,各国相继制定了建筑安全玻璃的使用规范,以减少因玻璃造成的安全事故。安全玻璃主要是钢化玻璃、夹层玻璃、贴膜玻璃等。

日本政府于1986年起正式制定法规推广安全玻璃,中国政府也于1996年开始陆续在部分城市制定了有关安全玻璃的规定。2003年12月4日,国家发展和改革委员会、国家建设部、国家质量监督检验检疫总局、国家工商行政管理总局联合颁发了《建筑安全玻璃管理规定》,自2004年1月1日起实施。该规定对建筑物中必须使用安全玻璃的楼层、玻璃面积、特殊部位等作了具体规定。之后,国家认证认可监督管理委员会,把建筑安全玻璃产品纳入了CCC强制认证范围。尽管政府相关部门从法规、标准和认证三个方面推动安全玻璃应用,但在实际当中,仍存在落实不足的现象。

最后,让我们共同为灾区人民祈福!向救灾军民致敬!

在地震带给我们巨大的创伤之后,其实还有很多事情需要我们反思,这些天看了一些有关日本防震的资料,感触很深,我想其中有很多值得我们在重建过程中加以借鉴的。日本地处欧亚板块、菲律宾海板块、太平洋板块的交接处,是太平洋环火山带频繁活动的地区,台风、地震、海啸、泥石流、火山喷发、暴雨等灾害在日本极为常见,1923年9月1日,日本关东地区发生7.9级强烈地震(后震级修正为8.1级,震级相差0.2,地震规模就相差一倍)。地震灾区包括东京、神奈川、千叶、静冈、山梨等地,地震造成15万人丧生,200多万人无家可归,财产损失65亿日元。据当时的报纸报道,处于饥饿状态的幸存者试图从池塘里和湖泊里抓鱼充饥,并排着两英里的长队等待着每天的定量口粮或每人一个饭团子,地震还导致霍乱流行。也就是在这次地震后,日本开始重视对地震的防患,把每年的9月1日作为防灾日,8月30日到9月5日是“防灾周”,来提高日本人全民的灾患应急能力。

日本的灾害应急管理有很多已经成为制度:

1、根据日本国家的《灾害救助法》第37条,东京都必须每年都会把一定比例的地方税收作为灾害救助基金进行累积。

2、除了都政府之外,各级政府也进行资金和各种防灾物质的储备。在发生地震灾害时,饮用水供水标准是每人每天3公升。市区都要建设应急供水漕。粮食等主食的供应,是根据规定的标准,在各地方开设避难所进行。在开始清除道路障碍3天后,可以开锅做饭,在这以前发放的食品是统一调拨。此外,还建设简易厕所,在学校和社区设立救灾物资储备仓库。

3、日本各级政府都通过法规和规划以及政策明确规定市民及企业等的防灾具体责任,加强防灾对策和危机管理功能,公众经常接受防灾教育,组织防灾演习,尽可能将防灾减灾的知识普及到每一个人。

日本学校是重点的避难场所

这次汶川地震受灾最重的是学校,而在日本,除了公园、广场和指定的空地等野外露天避难场所之外,还有体育馆、幼儿园、文化中心、小学和中学等。学校也是日本重点的避难场所。一般一所小学可以覆盖附近两三千居民,学校的建筑抗灾预防能力都是非常强的。当发生地震等灾害时,附近的居民可以迅速步行到小学避难,使用急救物资。

在日本的小学和中学都设有储备仓库,配备足够的避难物资,有灾害应急食品,临时厕所、固体燃料、供水水筒、毛毯、防水塑料布、铁锹、医疗急救品等。中学除了成为避难场所之外,也同时作为地区医疗救护基地,配备各种急救设备和药品。

灾害信息发布机制

日本在1996年5月11日正式设立内阁信息中心,以24小时全天候编制,负责迅速搜集与传达灾害相关的信息,并把防灾通讯网络的建设作为一项重要任务。

这个网络建设,能够实现把家庭和办公室的家电产品、房门等和互联网连接起来,由电脑自动控制,当地震计捕捉到震源的纵波以后,可在3~5秒后发布紧急预报,系统接到紧急地震迅速预报以后,能即刻自动切断火源。一般来说,离震源数十公里至上百公里的地方地震横波大约30秒左右才到。

建筑物减震技术

日本一些建筑公司正尝试应用网络技术最大限度地减少地震给建筑物造成的损坏。他们在建筑物楼顶或离大楼较近的地方安装感知器,在建筑物和地面之间安装被称为“调节器”的伸缩装置和橡胶等。当感知器一感知到地震引起的建筑物摇晃,便通过网络直接把详细数据传输给计算机,计算机根据摇晃程度控制通往“调节器”的电流,调整伸缩程度,减轻大楼的摇晃程度,从而对建筑物起到减震作用。

灾后通信技术的应用

地震过后人们的安全状况是大家最关心的问题,这个时候,通信技术发挥着很大的作用。

无线射频识别技术在日本的应用已较为广泛。在发生灾害时,在避难的道路路面上贴上无线射频识别标签,避难者通过便携装置可以清楚地知道安全避难场所的具体位置;又如,如果有人被埋在废墟堆里不能动弹或呼救的话,内置无线射频识别标签的手机会告诉搜救人员被埋者所处的具体位置,使搜救者能以最快的速度展开营救。

此外,在救援物资上贴上这种标签,就可以把握救援物资的数量,根据每个避难所的人数发放物资,尽可能地做到合理分配。还有一个重要的应用是,当无法辨认伤员或死者的身份时,可以通过其身上携带的无线射频识别标签获得相关的信息,以准确地判别身份。这一点,在重大灾害应对处理时有着重要的作用。

开发应急防灾用品

在日本的各个大公司,员工桌下都有免费配置的防灾应急箱,家庭也可以预备,这些应急箱内配备人们在灾后应急避难的基本生活用品和工具:

应急食品

应急食品两罐,每罐内装110克有盐压缩饼干、冰糖糖块和熟花生米,这些食物的味道并不好吃,但是热量很高,可以有效补充体力和矿物质。按照说明,这两罐食品,在静止不动时能够满足一个成年人4天的营养需要。

保温雨衣

超薄保温雨衣一件。这种银色的保温雨衣是高科技产品,整件雨衣折叠后和一条手帕的体积不相上下,重量极轻,却可以连头包裹一个壮年大汉。这种雨衣采用了类似美国阿波罗飞船宇航员太空服的材料,可以有效隔热并有较好的韧性。在遭遇地震灾害时,很多人在废墟残骸中等待救援时面临体温下降的问题,这种雨衣可以有效地保存体温,增加生存的希望。必要时也可用它制成简易的储水器,来保存雨水以供饮用。

饮用水

饮用水两罐,每罐340克。水用双层金属罐包装,以尽量避免在地震中遭遇挤压损坏。饮用水中不掺杂果汁等添加材料,在必要时还可以用这种纯净水清洗伤口,避免感染。

强化手套

一副附有加强橡胶指垫的棉线手套。被砖石杂物困住时,戴上这种手套,可以一定程度上提高挖掘砖石瓦砾的能力,增强自己挖掘出险的可能。同时,手套防滑有助于攀爬脱险。

特制蜡烛

经过特殊处理的蜡烛两根,火柴一盒。在一些应急箱中,也有放置应急灯的,但大多数日本的应急箱放置蜡烛。这是因为蜡烛可以不怕潮湿影响,品质可靠,除照明外还可以充当火种和判断氧气含量。这种通过特殊处理的蜡烛,可以连续燃烧4.5个小时,比大多数应急灯提供的照明时间都要长。

收纳袋

高强度尼龙携行袋一个,使用者可以用这种携行袋将箱内物品全部装入随身携带。在地震中,脱离危险地带后,往往当地还在无水无电交通中断的阶段。那时,随身的水和食品就很有价值了。

此外,日本还开发出很多防灾的应急用品,例如:

高频哨子:能发出容易被人听到的3000赫兹频率的声音,在地震发生后可以吹哨来求助。

炉具套件:带有能烧一升热水的锅,避难时有了它,就能吃上热饭了。

干洗发剂:一旦发生灾难,水就变得无比宝贵,而这种洗发剂,只要将其抹在头发上并搓揉后用毛巾或纸巾擦净,头发的污垢就去除了。

长明蜡烛:灾难发生后就会停电,夜晚就需要用蜡烛来照明。这种蜡烛能长时间燃烧,如果以每天点燃10小时来计算,便可以使用100天。

压缩内衣:圆领衫、三角裤等被紧紧压缩成体积为110×70×26mm的大小。使用时,只要用手将其松开即可。

手摇电灯:只要使劲反复捏握把手(照片的右下部分)就可完成充电和发光。这种灯使用的LED(发光二极管)灯泡寿命长,无需干电池。充电1分钟,可照明约8分钟。

全能电器:内带收音机、LED灯泡、警铃及便携电话充电功能。利用手动摇杆充电1分钟,收音机可使用约60分钟,照明约30分钟,警铃可响5分钟,手机可通话约3分钟。

保质水罐:罐内侧贴有光半导体无纺布,由于光催化的杀菌作用,它可以将自来水保存3年。将水罐放在光亮的地方,可以利用光的作用来杀菌。

防灾兜帽:经过特殊耐热耐火加工的含铝防灾兜帽,用来保护头部不受掉落物或玻璃碎片等伤害。

方便米饭:这是把煮熟的米饭用特殊方法使之干燥后而成的。放在水里浸60-70分钟(热水浸20-30分钟)后就成为一份可口的米饭了。保质期为5年。

冷冻蔬菜:蔬菜经过冷冻并干燥后便成为一种保存食品。用热水发开后便能恢复蔬菜本身的润泽。冷冻蔬菜可保存3年。

中国也是在地震带里的国家,这次汶川地震之后,我们是不是也能够象我们的邻国日本一样,更加重视对自然灾害的防患意识,并将更多的科技应用到防灾当中,这的确是我们现在需要考虑的问题了。

地震专家对历次地震的分析显示,人员伤亡总数的95%以上是由房屋倒塌造成的,仅有不足5%的人员伤亡是直接由地震及地震引发的水灾、山体滑坡等次生灾害导致的。

日本是个多地震国家,在地震预防方面尤其是在建筑在设计时就十分重视发展抗震建筑,对许多国家来说都具有借鉴意义。

7级地震无人死亡

2003年5月26日,日本宫城县东部发生里氏7级地震,造成104人受伤,伤者大部份是被掉下的物体击伤,三条新干线铁路和部分地方铁路停运,近10万人受阻。一天之后,大部分交通、供电、供水都已恢复,震区生活就基本恢复正常。同年5月21日,阿尔及利亚发生一次6.8级地震,房屋倒塌严重,人员伤亡达1万余人。震级甚至还小,为何伤亡有这么大的差别?国际媒体认为,这应归功于日本严格的防震立法、先进的防震建筑技术,以及较好的应急机制。

严格的抗震建筑法

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。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。

不断改进的抗震研究

除了严格的法律,建筑设计方面也特别注意从抗震的角度,提出一些新的设计观念,改革设计标准,制订抗震措施。

神户地震后,建筑师们认为: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。例如,煤气管道的破裂会引起爆炸和火灾。因此现在日本正在普及在管道上安装自动阀门和计算机安全装置,在管道破裂前自动关闭管道,防止煤气泄漏。实际情况表明,因上述“生命线遭破坏而受灾的人数大大超过在神户地震中死伤的人数。

美国科学家研究认为,能随地震一起摆动的建筑物一般不容易倒塌。在神户地震中,有些建筑物虽变形歪斜但并未倒塌,而有些建筑物的建筑结构虽未遭破坏,但却整幢楼房倒塌了,其原因就在于它们的柔性不同。日本专家在调查后开始推广美国方面的经验,在构筑高层建筑物的基础中采用“地基地震隔绝”技术,在建筑物的底部安装橡胶弹性垫或摩擦滑动承重座等抗震缓冲装置。

阪神地震后,日本国内一些城市出现的兴建“抗震抗灾公寓”热潮,也是吸取神户地震的教训采取的一项积极措施。这种公寓的特点是具有较高的抗灾功能,如具备共同的储备粮仓库、抗灾饮用水井和紧急医疗救护室,甚至拥有供直升飞机起降的场地。政府方面对地产界的这种举措在政策上给予支持,包括优惠贷款和减免税,而用户对这种公寓也表现了极大的兴趣。地震应急机制完善

日本政府在地震应急机制方面十分完善,政府目前使用了一种“地震受灾早期评价系统(EES)”,这个系统储存了4级以上地震的灾难资料,一旦发生大地震,该系统在30分钟内自动算出受灾规模,以便政府可以迅速展开救援措施。为防止发生大规模自然灾害时指挥人员不到岗,出现混乱局面,日本政府设立了紧急对策小组。如东京发生5级以上地震,或东京以外的地区发生6級以上地震时,各相关部门官员都必須自动到首相官邸报到,进入紧急事态体制,以便内阁迅速采取各种适当对策。

日本各地还设有许多防灾体验中心,免费向市民开放,供人们亲身体验发生灾害时的实况,了解避难方法。校园、公园、缓冲绿地等公共设施在灾难事件发生时也都能成为避难所,指示牌更是随处可见。此外,日本政府提倡增强居民之间的互助精神,提高对灾害的警惕性。统计表明,在1995年初的阪神大地震中,约80%需要营救的人员是被邻居救出的。

日本开发防震加固技术:房缠“绷带”遇震不塌

在地震频发的日本,一种新型廉价防震加固技术悄然兴起,这种技术采用树脂材料作为抗震“绷带”包裹建筑物支柱,从而达到防止支柱在地震时发生倒塌的目的。

日本《朝日新闻》日前报道,由日本“构造品质保证研究所”科研人员开发的这种防震加固技术被称为“SRF工艺”。抗震“绷带”采用树脂纤维制造,形状类似安全带。施工时,将抗震“绷带”涂上黏合剂,包裹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,这可以确保建筑物内人员的生存空间。

具体而言,以一座每层有12间教室的4层教学楼为例,加固工程在日本通常需要花费5000万日元(1美元约合105日元)到1亿日元,采用新技术后,仅需花费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,这一新技术已经用于250多个建筑项目,包括新干线铁路高架桥、医院以及约40栋学校建筑物等。

据报道,这一新技术的主要开发者五十岚俊一曾是一位大型建筑承包企业的技术人员。在看到1999年土耳其地震的受灾情况后,他感到应当开发一种能够确保人员生存空间的廉价防震加固技术,并使其能够迅速普及。

弹性大楼与免震楼柔能克刚

地震造成死亡的主要原因就是建筑物的倒塌。为防地震对于新建筑加强结构强度,对于旧建筑进行钢筋牵拉框固,采取“以力制力”的防震建筑原则成为传统的抗震方式。

近些年来,建筑师们应用柔能克刚的力学原理,构思了一种新的弹性建筑物,并逐步成为了现实,为防震建筑开辟了一条新路。

新设计的弹性建筑物,具有抑制地震波冲击的特点,称为“免震建筑”。在建筑物的地基部分加上硬质橡胶和钢板(积层橡胶)。便使建筑物本身结构具有了弹性,能抗7级左右地震。1984年,地震之国的日本,第一批弹性住宅由千叶县的八千代市推出。

1995年1月17日日本阪神大地震后,免震建筑法一时成为人们关注的焦点。因为在这次阪神大地震中,神户仅有的2栋免震楼丝毫无损,由此证明了这一建筑技术的优越性。

日前,为了防震,日本人可谓绞尽脑汁。日本鹿岛的建筑部门发现了一种防震大楼的建筑方法:将弹簧安装在大楼的地基上。这种防震大楼的特点是:在大楼地基的基础部分和大楼主体部分之间安装上弹簧,让大楼处在一种漂浮状态。由于弹簧是在一种能够吸收地震和其他振动的中介物,无论地基如何晃动,大楼本身都不会受到过于强烈的冲击。实验证明,6-7级的地震经过弹簧抵消后,其震动都会降低到原来的1/10。

《建筑抗震设计要求规范》修改

《建筑抗震设计规》(GB50011-2010)解读与宣贯北方勘察设计研究院 2010 年12 月 - 1 - 1. 绪言 2. 抗震规出台的背景及历史回顾3. 新规调整容说明 4.执行新规的响应措施 - 2 - 1.绪言地震是地壳运动的结果,是一种自然现象。一次地震的大小取决于释放的能量,用震级来表示;而地震烈度则是反映地面建筑所受到的损坏程度,同一级地震,震源越浅,距离震中越近,烈度越高,随着地震波的衰减,烈度逐渐降低。基于这样的规律,建筑抗震设计用抗震设防烈度或者设计基本地震加速度作为建筑的抗震设防标准,抗震设防烈度和设计基本地震加速度的关系如下表: 抗震设防烈度 6 7 8 9 设计基本地震加速度 0.05g 0.10(0.15)g 0.20(0.30) 0.40g 注:g 为重力加速度我国是一个地震多发的国家,根据板块构造理论,西亚的印度板块向亚欧大陆板块运动挤压,形成了被称之为世界屋脊的青藏高原和天山山脉;而东部处于活跃的环太平洋构造带上,从东南亚到直至日本列岛,都是地震频发的地区。这样的地壳运动背景,决定了我国防震减灾的严重性和必要性,仅上世纪六十年代以来,7 级以上的地震就发生了多次,特别是地震(1966),地震(1976),和最近的汶川地震(2008),都发生在人口稠密区,给人民的生命财产造成了严重的损失,所以,建筑的抗震设计越来越受到国家的重视,制订了相关法律法规和技术措施,力求最大限度的减少损失。这其中最好的办法就是对地震的提前预测,我国在 1975 年曾成功的对海城大地震做出了准确的预报,但这只是一个特例,以目前的科学水平,要对每次破坏性地震做出预报不大可能,采取被动性的防御,例如避开建筑抗震危险地段,在地

日本建筑的防震措施

本文由然1689BD贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看。 众所周知,日本是一个地震频发的国家,每年发生有感地震约 1000 多次,全球 10%的地震均发生在日本及其周边地区。其中 6 级以上的日本地震每年至少发生 1 次,据不完全统计,世界范围内发生的里氏 6 级以上的地震,大约有 20% 发生在日本。然而,地震并没有给日本带来巨大人员伤亡等损失,绝大部分建筑保持完好。据日本气象厅观测,地震发生在当地时间 11 日 14 时 46 分(北京时间 13 时 46 分),震中位于宫城县以东的太平洋海域。美国地质勘探局 11 日将日本当天发生的地震震级修正为里氏 9.0 级。宫城县、岩手县、青森县等地有强烈震感,包括东京在内的关东地区也有强烈震感。新华社东京分社办公楼持续摇晃了几十秒钟,茶叶罐和几本书从书架上掉落。气象厅警告说,地震引起 6 米高的海浪。呼吁民众到安全地带避难,不要靠近海边和河口附近地区。据报道,东京台场有一座建筑在地震发生前后着火,但不清楚是否是地震引起的。 是什么原因造成如此大的反差呢?这与日本房屋建筑防震措施是密不可分的。 早在 1923 年关东大地震之后,日本就制定法律,要求建造 房屋时必须计算防震程度, 1995 年颁布了建筑防震标准——《建筑基准法》《基准法》规定,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。日本抗震报告书的主要内容包括,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。 日本在构筑高层建筑物的基础中普遍采用“地基地震隔绝”技术,在建筑物底部安装橡胶弹性垫或摩擦滑动承重座等抗震缓冲装置。为了提高传统木结构房屋的抗震能力,日本最普通的民宅也是箱体设计,地震灾害发生时房屋可以整体翻滚而不损毁;在专业技术人员对民房进行抗震加固等级评定基础上,政府给予居民适当的补贴鼓励抗震加固。 比如日本大京公司的一座号称日本最高(地上 55 层、高 185 米)的崎玉县川口公寓,使用了与美国纽约世界贸易中心相同的 cft(钢管),确保了抗震强度。这种钢管的直径最大达800 毫米,厚度达 40 毫米,而且钢管中还注入了比通常混凝土强度高 3 倍的高强度混凝土,该日本房地产公寓共使用这种钢管 168 根。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,日本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。再如日本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,日本房屋在烈度为 6 的地震发生时,就可将建筑物的受力减少至二分之一。 1

日本中小学校建筑抗震设计研究

日本中小学校建筑抗震设计研究 ■ 李志民 周 作者单位:西安建筑科技大学建筑学院(西安 · 710055)收稿日期:2008-12-22 The Architectural Research of Seismic Design for the Primary and Secondary Schools [摘 要] 文章在介绍日本抗震法规的历史发展情况、抗震标准的具体内容和建筑建造程序的基础上,对日本在系统的抗震检测基础上对中小学建筑物进行详细分类并制定出相应的抗震修复和加固措施的做法进行了研究,并总结归纳出对我国中小学校建筑设计的启示,以期为相关工作开展提供借鉴。 [关键词] 建筑法规 中小学校 加固 避难所[Abstract] Japan is earthquake-prone countries, so the wealth of experience has been accumulated in the long-term seismic work. Firstly it is introduced in the article that is the Japanese history of the development of anti-seismic regulations, the speci ? c content of the anti-seismic standards and procedures for building construction. In addition, the safety of the primary and secondary school buildings is always attached great importance in Japan, so a systematization of seismic detection has been established for schools. On this basis, the buildings have been classified in great detail. Even more the measures are taken for seismic repair and reinforcement. So school buildings have been the most safe architecture in a community when earthquake happen, which play an important role as the community disaster shelter. [Key words] Laws and regulation of architecture, Primary and secondary school, Anti-seismic reinforcement, Sanctuary 国家自然科学基金项目:50878174 2008年9月初,笔者跟随考察团对日本中小学校抗震设计及使用情况进行了为期5天的考察活动,期间日本相关建筑界人士详细介绍了日本中小学建筑在抗震设计方面的经验和相关研究成果。一、重视法律法规,严格审查建筑抗震性能 日本是地震多发国,对于中小学校建筑的耐震设计非常重视,首先是政府相关部门不断完善有关建筑物耐震方面的政策和法规。 1.建筑抗震标准制定的发展历程 在日本,不论学校、一般建筑物或其他用途建筑物在建造时都必须统一遵守建筑物抗震标准。日本的建筑物抗震标准是为应对地震带来的损害,不断从历次地震中汲取教训并及时进行多次修改后形成的(表1)。 事实证明抗震标准的不断修订对提高建筑物抗震性能起到了关键的作用。日本的建筑物以1981年建筑标准法实施令的修订为界,这是因为1995年坂神大地震时,按照1981年以前旧法规所建造的房屋受损严重,而遵照之后的法规建造的房屋所受损害相对较小。 2.日本新抗震标准的具体内容(表2)建筑标准法的抗震标准是以如下两点为基础制 定的:第一,建筑物遭遇多次地震,即使受到一定损害,但在修复之后依然能够满足继续使用的要求:第二,不管建筑物是否会遭遇地震,即使建筑物被破坏无法继续使用,也不至于在地震时顷刻间倒塌。 3.严格审查建筑设计 在日本,新建建筑物之前,要前往政府相关部门进行申请,审查建筑物的设计是否符合抗震标准,不符合标准的建筑物是不允许建造的,这样就确保了新建筑物的抗震性能(图1)。 二、对于中小学校现状调查非常重视,定期进行全面的统计和评估 日本对于地震的预防工作很重视。由于1981年前后房屋建造遵循不同的抗震标准,因此1981年前建造的房屋日本政府规定必须要进行抗震检测(图1,表3)。 三、中小学校建筑震后修复措施 1.详细勘查,区别对待 由于建筑物各个部分的构造不同,为了在加强建筑抗震性能的同时节约资金和材料,日本在对原有学校建筑进行抗震加强或修复工作中,详细研究建筑构件受损情况,不同部位采取不同的加固方法。 主题专栏 FEATURE-THEME

“装配式”超高层建筑更抗震!万科带你到日本去看看装配式建筑工程!

框架结构、结构高度144.2米、地上42层、标准层层高3.3米、一层地下室、管桩基础。

日本高层建筑普遍使用框架结构,剪力墙只在低、多层中使用,是因为日本人认为剪力墙相比框架而言抗震性能不明确;更重要的是,框架相比剪力墙更加“柔”,能够承受更大的变形,在日本的规范中,框架结构的层间位移角(就是楼层的水平位移除以层高)可以允许做到1/120,而国内为1/550,即日本认为地震时让建筑“适当摇摆以释放 能量”要好过“硬扛”。配合以隔震减震技术,日本的框架结构可以做到200米高。 三、减震柱的使用 减震原理:当地震来临,柔性建筑就开始晃动,所产生的能量就要全部被减震柱吸收掉,保护关键的柱子、梁不被破坏 布置位置:内筒三跨PC柱的左右两跨,四周各两根,每层8根;从1层布置至29层,共计232根。

▲内筒三跨PC柱的左右两跨 ▲从1层布置至29层 内筒框架因刚度较大,将分配较大的水平作用(约60%-80%的地震、风荷载)。尤其是内筒角部变形较大,故将减震柱布置于此,可最大限度发挥其吸收能量、保护主体的功能。而只布置3/4高,是因为结构底部承担了主要的水平剪力与倾覆力矩。顶部虽然位移较大,但位移角参数能控制在有效范围,安全无影响,加上底部3/4已有减震器参与工作,顶部加速度也能得到有效控制。 减震柱构造:上下两块对称的带翼缘钢板,与梁可靠连接,中间是相对较软(屈服点低)的钢材。

对于高层弯剪型结构,水平剪力最大一般出现在楼层中部,此处设置较低屈服点的钢材,可以充分发挥其承担剪力、变形耗能作用。可通过计算调整软钢厚度及尺寸,使其符合大震下的往复受剪变形性能。 减震柱施工图:首层至6层各减震柱型号有差别,而7-29层则统一一种型号,区别在于软钢板厚以及上下板端的连接节点。

浅析日本建筑物综合环境性能评价体系(CASBEE)

浅析日本建筑物综合环境性能评价体系(CASBEE) 发表时间:2012-05-10T11:19:44.580Z 来源:《中国科技教育·理论版》2012年第2期供稿作者:赵红[导读] 日本建筑物综合环境性能评价体系CASBEE的发展概况 赵红石家庄理工职业学院 050228 摘要本文介绍了 CASBEE的概况;阐述了CASBEE-住宅(独户独栋)评价工具的评价内容和表示方法;分析了环境效率指标 BEE 的计算和 BEE 分级图、雷达图、柱状图在评价结果表达中的应用;总结了CASBEE-住宅评价工具的特点,对中国绿色建筑评估体系发展具有一定的指导和借鉴意义。 关键词建筑环境 CASBEE 环境效率指标 日本是由四个大岛和3900多个小岛组成的典型的岛屿国家,能源、资源十分匮乏,能源安全问题一直是政府的头等大事。特别是近年地球温暖化日益严峻、全球环境问题日益突出。日本政府很早就通过法律法规、制度政策等引导全国的建筑节能工作与绿色建筑推广。在这方面日本的相关法律法规、政策制度相当繁多,并且不断推陈出新,形成了较为完善的软环境。 1.日本建筑物综合环境性能评价体系CASBEE的发展概况 日本建筑物综合环境性能评价体系CASBEE是在国土交通省支持下.2001年开始进行研究,主要由日本可持续建筑协会JSBC开发,开发成员来自产(企业) 政(政府)、学(学术界)。自2002 年完成了最早的评价工具CASBEE- 事务所版,2003年7月CASBEE- 新建、2004年7月CASBEE- 既有、2005年7月CASBEE- 改造、2006年7 月出版 CASBEE- 街区建设, 2007年9月公布 CASBEE- 住宅(独户独栋)。2009年4月1日对其名称做了相应的变更,从“建筑物综合环境性能评价体系”更名为“建筑环境综合性能评价体系”。截止目前先后颁布了针对既有建筑、改建建筑、新建独立式住宅、城市规划、学校、以及热导效应、房产评估的评价标准并即将颁布针对都市的评价标准。 2. CASBEE评价体系 以“CASBEE住宅”为例来介绍一下CASBEE评价体系: 2.1评价内容和表示方法 “CASBEE住宅”评价工具 综合环境性能分项 自身的环境品质 Q(Quality) Q1:使室内环境舒适、健康、放心; Q2:长期持续使用; Q3:使街区房屋布局、生态系统丰富多彩给外部的环境负荷 L(Load) LR1:珍惜使用能源和水; LR2:珍惜使用资源、减少垃圾; LR3:考虑地球、地域和周边环境备注对于L,用 LR(LoadReduction,称为环境负荷降低程度) 来评价对减少环境负荷L所作努力的效果,LR 值越高越好,在计算BEE 值时将LR换算成L。Q得分高、L得分低为好。 由于是从上述各方面进行评价的,所以,用“CASBEE 住宅”评价工具评出的好住宅可以描述为:具备舒适、健康、放心(Q1)且能够长期持续使用(Q2)的性能,珍惜使用能源和水(LR1),努力使建设和拆除时都尽量不产生垃圾(LR2)来减轻环境负荷,在形成良好的地域环境中发挥作用的住宅(Q3, LR3)。6大项目下又分设中项目和小项目,其权重系数分别由各方面的专家讨论确定。多数小项目内又设有具体的评分点,6大项合计共有54个评分项目。 2.1.1评分和权重系数的设定 各评价项目均以5分为满分,分成 1、2、3、4、5 级进行评分,一般水平为3居中,最高为 5,最低为1。然后,再各自分别按其权重系数加总求和。。各大项间用统计方法 AHP(AnalyticHierarchyProcess) 法设定权重系数,为:QH1:QH2:QH3=0.45:0.30:0.25;LRH1:LRH2:LRH3=0.35:0.35:0.30。 2.1.2评价指标 将评分结果按Q和L分类汇总,换算成 100 分满分,Q的分值高、L的分值低的建筑物就可获好评。在这里,Q与 L具有关联性,比如通过削减采暖制冷用能量来降低环境负荷,L值会降低,但这可能与忍受暑热寒冷相关联,同时也降低了环境品质Q 。因此,为了综合起来进行评价, CASBEE 将Q和 L的比值作为评价指标定义为环境(性能)效率:: BEE =Q /L BEE值的高低能够更好地反映对建筑环境的综合评价,只有当Q的分值提高 L的分值降低时, BEE值才会增大。 2.1.2评价结果的表示方法 “CASBEE 住宅”评价工具将评价结果用BEE分级图、雷达图、6大项的柱状图和简单的文字说明表示在一张纸上,直观明了。(1)用柱状图表示各中项和大项的得分:在柱状图中标出各中项的得分,并将该大项的计算结果标注在右上方,各大项和各中项的情况一目了然。6大项共6张柱状图,每一大项一张柱状图。 用雷达图表示各大项的得分情况:将各大项的得分标在雷达图的相应坐 标轴上,然后连成多边形,通过多边形的形状很容易看出各大项的优劣和均衡与否。 (3)BEE值的图形表示: BEEH 值的计算式为: BEEH=QH /LH=[25 (SQH-1)]/[25 (5-SLRH)] 式中: SQH 为 QH 的总得分;SLRH 为 LRH 的总得分 QH 值的换算公式为: QH=25 (SQH-1) LH 值的换算公式为: LH=25 (5-SLRH) 以 QH 为纵轴,以 LH 为横轴作图,将所求的 BEE 值标在图上进行分级和星级评定。若BEEH=2.7 落在 A 区域内,则评为 A 级(四星级),具有很好的建筑环境综合性能。 3. CASBEE住宅的特点 通过以上分析可以看出,CASBEE 住宅是个很有特点的评价工具,简单、综合性强、可信度高等等。

日本桥梁抗震设计规范

摘要:本文对世界主要的桥梁结构抗震设计规范基础部分的现状进行了概略的比较,着重介绍日本桥梁抗震设计规范中基础的设计方法,并指出了中国现行《公路工程抗震设计规范》基础部分中存在的一些不足。 关键词:桥梁基础抗震设计日本规范 一、引言 近十年来,世界相继发生了多次重大地震,1989年美国 loma prieta地震(m7.0)、1994年美国northridge地震(m6.7)、1995年日本阪神地震(m7.2)、1999年土耳其伊比米特地震(m7.4)、1999年台湾集集地震(m7.6)等等。因此,专家们预测全球已进入一个新的地震活跃期。随着现代化城市人口的大量聚集和经济的高速发展,地震造成的损失越来越大。地震灾害不仅是大量地面构筑物和各种设施的破坏和倒塌,而且次生灾害中因交通及其他设施的毁坏造成的间接经济损失也十分巨大。以1995年日本版神地震为例,地震造成大量高速公路及高速铁路桥隧的毁坏,经济总损失高达1000亿美元。 中国现行《公路工程抗震设计规范》(jtj004-89)在80年代中期开始修订,于1989年正式发行。随着中国如年代经济起飞,交通事业迅猛发展,特别是高速公路兴建、跨越大江,大河的大跨桥梁、大型立交工程以及城市中大量高架桥的兴建,规范已大大不能适应。但是目前所有国内的桥梁设计,对抗震设计均在设计书上标明的参照规范即是《公路工程抗震设计规范》和《铁道工程抗震设计规范》。与国外如日本、美国的同类规范相比,中国现行《公路工程抗震设计规范》水准远落后于国外同类规范。若不进行改进,则必将给中国不少桥梁工程留下地震隐患。 本文主要介绍了各国桥梁抗震设计规范中基础部分的抗震设计。基础部分对全桥的地震响应以及墩柱力的分布均有非常重要的影响。基础设计不当会导致桥梁墩柱在地震中发生剪断、变形过大不能使用等等,有时甚至是桩在根部直接剪断破坏。基础设计需要考虑的方面除了基础形式的选择以外还包括抗弯强度、抗剪强度桩基础连接部分的细部构造、锚固构造等方面。本文首先对中、美、日、欧洲、新西兰五国或地区抗震设计规范中有关基础的部分进行了一般性的比较。笔者认为,相对而言中国的规范在基础抗震设计方面较为粗糙、可操作性不强。而日本规范在这方面作的最为细致,技术也较为先进。因此,在随后的部分中详细介绍了日本抗震规范的基础设计方法。 二、主要国家桥梁抗震规范基础抗震设计的概况 本文将中国桥梁抗震规范与世界上的几种主要抗震规范(美国的aashto规范、cal-tans规范、atc32美国应用技术协会建议规范,新西兰规范nz,欧洲规范ec8,日本规范japan)进行基础抗震设计方面的比较。 中国桥梁抗震设计规范有关基础设计的部分十分笼统,只以若干定性的条款,从工程选址方面加以考虑,而对基础本身的抗震设计,特别是对于桩基础等轻型基础抗震设计重视不够。这方面,日本的桥梁抗震设计规范和准则规定得比较详细,是我们应当学乱之处。基于阪神地震的经验,地震后桥梁上部结构的修复和重建都比下部基础经济和省时、省力,因此桥梁基础的抗震能力的要求应比桥墩高。

日本房屋建筑防震措施初探

日本房屋建筑防震措施初探 2008年5月12日14时28分四川汶川发生里氏8级特大地震,据民政部统计,截至5月19日21时,地震已造成倒塌房屋536.25万间,损坏房屋2142.66万间。截至5月22日10时,四川汶川地震已造成51151人遇难,288431人受伤,累计失踪29328人。有种说法:造成人员伤亡的不是地震,而建筑物的不抗震是更大级别的地震。不错,事实证明,提高建筑的防震抗震水平,是避免造成伤亡的最重要途径。 众所周知,我们东邻日本是一个地震频发的国家,每年发生有感地震约1000多次,全球10%的地震均发生在日本及其周边地区。其中6级以上的地震每年至少发生1次,据不完全统计,世界范围内发生的里氏6级以上的地震,大约有20%发生在日本。然而,地震并没有给日本带来巨大人员伤亡等损失。2003年9月26日,日本北海道地区发生里氏8级地震,只造成1人死亡、2人失踪和500余人受伤,绝大部分建筑保持完好。 是什么原因造成如此大的反差呢?本文将试图通过对日本房屋建筑防震措施的分析和探讨,以给国人有所启示。 一、以法律作为保障 一次次惨痛的地震悲剧在日本发生,1923年的关东里氏8.1级大地震造成99331人死亡、43476人失踪;1995年1月17日发生在兵库县南部地区的阪神里氏7.2级大地震,造成6434人死亡、约4万余人受伤。然而面对不可避免的天灾,日本人清醒地认识到,要想生存就必须采取果断有效措施。早在1923年关东大地震之后,日本就制定法律,要求建造房屋时必须计算防震程度,1995年颁布了建筑防震标准——《建筑基准法》。《基准法》规定,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。抗震报告书的主要内容包括,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。 我国第一个建筑抗震设计规范是由原国家建委于1974年发布的。1976年唐山大地震后,对“74规范”进行修改,颁发了“78规范”;1989年,又发布“89规范”。2001年,对“89规范”再次进行修订,颁布实施了《建筑抗震设计规范(GB50011-2001)》。《规范》针对我国的实际情况,把我国分成6~9度四种设防分类,其中6度区是不需要进行抗震计算的,只需要在结构设计时进行相应的抗震构造措施既可;7、8、9度区的建筑物,在结构设计时都应当进行抗震验算。同时,根据建筑物的重要性和高度等因素,选择不同的抗震等级,以此来确定不同的抗震构造措施。《规范》要求,当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,一般不受损坏或不需修理可继续使用;当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震时,可能损坏,经一般修理或不需修理仍可继续使用;当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。另外,我国还发布了《建筑工程抗震设防分类标准》、《城市抗震防灾规划管理规定》等国家标准,对建筑物抗震设防分类、责任划归、防灾规划均有具体规定。 尽管近年来我国法律法规越来越健全,对建筑抗震设计要求也越来越严格,然而相对日本而言仍存在以下问题: 1、我国对建筑的抗震标准相对较低 日本《建筑基准法》的抗震标准根据地基强度及建筑构造而有所不同,其基本标准为能经受住300~400伽(Gal,加速度单位,1伽=1cm/s2,重力加速度约为980伽)的地震加速度值。而我国2001年制定的各地区建筑抗震标准,北京为200伽、上海为100伽。发生本次大地震的四川省的标准更低,成都为100伽,重庆、绵阳和德阳仅为50伽。因此与日本相比,我国一般建筑物的支柱较细、混凝土质量较差、钢筋数量较少,而众多的老房屋建筑几乎没有使用抗震技术。

日本钢结构抗震设计方法初探_蔡益燕

钢结构工程研究⑨ 《钢结构》2012增刊 13 日本钢结构抗震设计方法初探 蔡益燕 (中国建筑标准设计研究院,北京,100044) 提 要:本文对日本钢结构抗震设计方法作简要介绍,并对美日抗震设计特点作对比。 关键词:钢结构;抗震设计;构造措施;吸收能力 1.引言 日本的钢结构抗震设计有“一次设计”和“二次设计”之分,但又不具有我们通常所说的小震阶段和大震阶段的关系。一次设计的剪力系数是0.20,二次设计的剪力系数是1.0,是不同震度的设计,设计方法也大不相同。但一次设计称为容许应力设计,二次设计称为极限承载力设计,在这方面又与二阶段有相似之处。对于高度为31m 以下的房屋用一次设计,此时仅按小震(剪力系数0.20)作弹性设计, 层间位移角限值为1/200(非结构构件不显著损伤时为1/120,日本规定幕墙的变位限值是1/150,此时会有一些损伤) ,用于在频度为多次的中等程度地震和强风作用时不坏的房屋。31m 以下的房屋一般是多层的,因此,一次设计用于多层而不是高层,且需符合下述的五项构造要求。(日本也有主张将31m 以下的规定取消的)。对于高度31m 以上房屋的采用的所谓二次设计,是将大震1g 下的结构按弹性受力的假定得出的层剪力()udi Q 乘结构特性系数(含形状特性系数)进行折减,得出必要的保有水平耐力,用结构特性系数s D 表示塑性变形能力。塑性变形能力大时s D 值小,需要的极限承载力较小;塑性变形能力小时s D 值大,需要的极限承载力较大。它相当于美国的结构性能系数R ,与美国的抗震设计思路是相似的,但有几点不同;1)地震力统一取1.0g ,是抗大震,美国是抗中震;2)弹塑性设计基于吸收能力的概念,即吸收能力应大于地震输入能量;3)层间位移限值为1/100,就大震来说比美国的1/67稍严;4)构造措施基本上还是小震时的五项,但作了量化,与结构特性系数挂钩。5)日本的特性系数是算出来的,美国的性能系数是规定的。框架具有的保有水平耐力(ui Q )应大于必要的保有水平耐力()uni Q ,即框架的极限水平承载力应大于需要的极限水平承载力,而后者是根据剪力系数和地震活动度系数等确定的。

浅谈我国建筑抗震及展望

浅谈我国建筑抗震及展望 牛开亮 (中国矿业大学力建学院,江苏徐州02100772) 摘要:本文从我国地震概况及地震发生事件论述了我国进行抗震设防的必要性及背景,结合我国 抗震的实际情况简要叙述我国在建筑抗震方面所取得的成就与发展,在此基础上分别从我国建筑 抗震相关规定、抗震设计理论及高层建筑抗震设计三个方面着重对建筑抗震进行了详细的阐述, 并提出提升我国抗震设防质量的举措,最后对我国的建筑抗震提出了未来的发展方向及其展望。 关键词:地震;抗震设计;抗震措施;抗震展望 一、我国建筑抗震背景 我国是个多地震国家,存在着的五个主要地震区包括:青藏高原地震区、华北地震区、新疆地震区、台湾地震区和华南地震区。青藏高原地震区是我国最大的一个地震区,也是地震活动最强烈、大地震频繁发生的地区,这次512 四川汶川大地震就在该区;华北地震区的地震强度和频度仅次于青藏高原地震区,位居全国第二,而且该地区是人口密集、大城市集中、政治和经济、文化、交通都很发达的地区,地震灾害的威胁极为严重;新疆地震区的强烈地震较多,也较频繁,但多数地震发生在山区,造成的人员和财产损失与我国东部几条地震带相比要小许多;台湾地震区不断发生强烈破坏性地震也是众所周知的;华南地震区历史上也曾发生过较高震级的地震,但最近几百年没有发生过很大的地震。国家汶川地震专家委员会委员、中科院院士滕吉文建议灾区重建建筑地震烈度设防提高到9 度。根据现行的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010),我国主要城镇的抗震设防烈度仅在 6 度到9 之间,此次受灾严重的汶川、北川等地则处于7 度抗震设防区,然而却遭到了高达相当于11-12 度的地震灾害。重大的灾难有时能带给人们更多的经验和教训。专家认为,在上述五个主要地震区,尤其是人口密集的地区,抗震设防烈度至少应该提高一个烈度来设防。我们正在构建和谐社会,倡导以人为本,所以要加大投入成本,提高设防烈度,尽可能的保障生命安全。以下是我国建国以来较大(7

日本建筑相关知识浅析

日本建筑相关知识浅析 发表时间:2019-12-12T10:56:50.360Z 来源:《建筑学研究前沿》2019年18期作者:叶铭清夏晨[导读] 对于传统的延续不应该停留在表面,对外部和内部的精神内核的探索才是重点,这也是为什么安藤忠雄能成为一代建筑师的原因。绍兴文理学院土木工程学院浙江绍兴 312000 摘要:日本建筑世界有名,本文就日本建筑与自然的和谐、日本建筑与创新技术等方面就行了浅析,方便开展今后的研究工作。 关键词:日本;建筑;和谐;创新 1日本建筑的意境-禅意空间 自从佛教禅宗思想在日本的传入,便深刻影响了日本后续文化的发展。其中,建筑理念就深受“禅”的影响,慢慢地就衍生出一种独特的空间设计表达方式,即禅意空间。传统的日本建筑门窗构件中多用纸门和纸窗,而这种纸门、纸窗创造出的空间效果是在追求禅学的一种境界,纸本身就是一种透明而又不透明的材质,而就是因为它这种特性,使光影转落在纸窗或纸门上时,可以撇开自然的具象形状,通过斑驳的光影展开一幅超越自然的禅意画面,而透过纸射入室内的光显得如此的温柔,就犹如一种“禅悟”的朦胧之境。在日本现代的建筑设计中,依旧受禅宗思想的影响,让人无处不在感受着禅意空间的空灵之美,就像SANAA建筑设计事务所设计的金泽21世纪美术馆,其内部的展览空间多用玻璃幕墙来划分,SANAA试图通过玻璃来达到传统纸张材料的效果,光的变化可以减弱玻璃原有的性质,光在透过一层层的玻璃时受到的反射效果是朦胧的,并且更加空幻,整个空间就有了“禅”的味道。SANAA的作品注重人对空间的认知,他们善于运用透明或半透明的材质来塑造出轻盈、流动的禅意冥想空间。与此同时,安藤忠雄的清水混凝土建筑同样有“禅”的味道,安藤的作品言简意赅,他所塑造的空间是内敛的,在喧嚣的外围环境中创造一个静谧的自省空间[1]。安藤倾向于提炼有秩序的美学理念,透过自然因素来设计一个个完美的小空间,让人能在其中聆听到自然永恒的脚步声,就像安藤的“水之教堂”一般,整个建筑就是正方形的体块在平面上的重叠。环绕它们的是一堵“L”形的独立清水混凝土墙,墙壁显露着自然的质感,空间略显昏暗,尽头的十字架却是熠熠生辉,整个具象的自然抽象出神性的自然,随着十字架周围的景致随着四季的变化,留下生命时间的无常逝去,而有常就在于空间自然冥想的禅意,是一种经由建筑表达的自然意义。日本建筑设计师通过现代主义的手法来诠释日本传统的美学思考,即对于禅意空间的表达。 2日本建筑与自然的和谐 图1 住吉的长屋 从日本的传统建筑到现代建筑,不变的依然是它的建筑理念,即与自然的和谐共生。面对日本现代的都市化生活,很多建筑师都在思考如何重建人与自然的和谐共生关系,安藤忠雄就试着打破原来僵硬的模式,重新追求人与自然的关系,住吉的长屋就是他对于自然的呼喊之作,住吉的长屋最有特色的就是那个天井,这个天井不同于一般的建筑庭院,这个天井空间的存在是妨碍到在其中生活的人的活动的,一般的庭院天井是个独立的,丝毫不会干扰到人的行为活动,而住吉的长屋会给使用者带来一定的困难,明知如此,安藤为何这样呢?在他的理念里,他希望把自然融入到建筑中,小的空间里也需要一个存放自然认识的地方,有了自然整个空间才不会显得无力,有了自然的空间才是一个“大”空间。日本建筑多倡导这一种与自然和谐共生的理念,运用自然中的因素来抽象构成建筑的一部分,使得整个建筑融入自然,形成和谐共生的状态。 3 日本建筑与创新技术 技术创新的目的是要设计施工快、解决方案多、建造成本省、完成质量好。这在一定程度上可以有效面对都市化加强的情况下,促进基础设施建设的完善。同时,日本是个多灾国家,地震和海啸台风灾害频发,这就促使建筑企业去研究加强建筑的抵灾能力,以减少灾害带给人类和建筑本身的伤害。建筑相关技术的创新,也可以有效缓解日本趋向老龄化而缺少年轻劳动力的现状,企业通过技术创新,减少施工过程中的工作强度,可继续留用年龄大的工人,以降低社会的失业率。通过技术研究创新,机器工人的出现和模式化的装配式建筑已成为大流,对于善于创新的建筑企业而言可以最大程度的实现市场份额的最大化,获得高额的利润。所以,在整个日本建筑行业中,技术创新是每一家建筑企业的首要战略,而一些大型公司相较于小的企业,创新资金投入占整个公司运营资本的大部分,对于他们而言,唯有积极主动的创新才可以实现可持续发展。但同时,他们所谓的创新更多的是对于一项新技术的迅速试验,在实际应用中还是需要由时间来检验,还需谨慎。 4日本建筑业存在的问题其对建筑安全的影响日本建筑在施工进程推进中,由于受到地形,地质等相关因素的限制,一些具体施工上无法做到规范和标准,这对于建筑本身就会有一个不小的隐患存在。与此同时,由于工程实行分包制,不同门类的工匠混合一起作业,这种移动的作业方式,无法对工人的数量和质量进行保证。新技术的研发投入,大大提升了作业的机械化程度,通过一些机械设备的迅速化工作,降低了工作强度,但同时机械操作的失误,也会对建筑整体安全造成一定的威胁。

关于建筑物防震措施

关于建筑物防震措施 抗震设防指在工程建设时,对建筑物进行抗震设计和采取抗震措施以达到抗震目的。抗震设防烈度(seismicprecautionaryintensity)指地面及房屋等建筑物受地震破坏的程度,需根据建筑物所在城市的大小,建筑物类别、高度及所在小区的抗震设防规划来确定。抗震设防烈度在6度及以上地区的建筑,须进行抗震设防。 要求一般通过以下3个环节来达到抗震设防。(1)明确抗震设防要求,即明确建筑物须达到的抵御地震灾害的能力;(2)抗震设计,采取抗震措施,达到抗震设防的要求;(3)抗震施工,严格按抗震设计施工,确保建筑质量。 抗震设防要求指经国务院地震行政主管部门制定或审定的,对建设工程制定的须达到的抗御地震破坏的准则和技术指标。其是在综合考虑地震环境、建设工程重要程度、允许风险水平、需达到的安全目标和国家经济承受能力等因素后确定的。 分类分类依据: (1)建筑破坏所造成的人员伤亡、直接及间接经济损失、社会影响的大小; (2)城镇大小、工矿企业规模、行业特点; (3)建筑破坏且丧失功能后对全局的影响大小、对抗震救灾的影响以及恢复的难易程度; (4)根据建筑各区段的重要性划分抗震设防类别;

(5)当建筑所处地位以及遭地震破坏所产生的影响不同时,不同行业相同建筑的抗震设防类别可不相同。 根据上述分析,将建筑工程分为如下4个抗震设防类别。 (1)特殊设防类(甲类)。指使用上具有特殊设施,涉及国家公共安全的重大建筑工程及地震时可能导致严重次生灾害等特别重大灾害后果的建筑。应按批准的地震安全性评价结果且高于本地抗震设防烈度的要求确定地震作用,按高于本地抗震设防烈度一度加强其抗震措施。 (2)重点设防类(乙类)。指生命线相关建筑,其在地震时使用功能不可中断或需尽快恢复;或需要提高设防标准的建筑,其在地震时可能会导致大量人员伤亡等重大灾害后果。应按本地抗震设防烈度确定其地震作用,按高于本地抗震设防烈度一度加强其抗震措施。 (3)标准设防类(丙类)。指除了(1)、(2)、(4)类以外,大量的需按照标准要求进行设防的建筑。应按照本地区抗震设防烈度确定地震作用和抗震措施,实现在遭到高于当地抗震设防烈度的罕遇地震时不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏的目标。 (4)适度设防类(丁类)。指在一定条件下适度降低设防要求的建筑,此类建筑在使用上人员稀少且震损不会产生次生灾害。按本地抗震设防烈度确定其地震作用,可适当降低其抗震措施,但6度时不应降低。

浅谈日本集合住宅

内容提示:文章归纳总结了20世纪后半叶日本集合住宅的发展,剖析了日本集合住宅的特点,介绍了日本结合住宅的一些理论探索和尝试,以启发对集合住宅诸多课题的思考。 延伸阅读:尝试特性理论探索节能集合住宅 1集合住宅的历史回顾 1.1集合住宅的起源 集合住宅的起源目前尚不清晰,然而聚居的历史就是城市的历史,可以上溯到公元前3000年,从迄今的考古成果中得知,公元前1580~1085年在埃及首都锡韦的壁画上描绘着的4层建筑,应该是现有历史资料中最早的多层集合住宅。引自《建筑中文网》 1.2集合住宅的早期发展 欧洲的集合布局入门指南结构化HTMLhttps://www.doczj.com/doc/1c5877660.html,/zyzs/198.html 冷热循环模具注塑技术工作原理与技术优点https://www.doczj.com/doc/1c5877660.html,/zyzs/198.html 拆电极的原则UG电极设计模块各基本功能https://www.doczj.com/doc/1c5877660.html,/zyzs/188.html 住宅有着悠久的历史,集合住宅的普及开始于古罗马时代。在发掘出的古代城市的遗迹中,奥斯蒂亚是保存完好的遗迹,有密集的城市住宅地,其中有许多集合住宅,高5层,规模从小到大,呈街坊型形态,即沿四周道路、围绕中庭建造,但居住性不会很高。1952年马赛公寓作为集合住宅典范问世后,以美国纽约为首,欧美、亚洲各国相继开始大量建造集合住宅。 2日本集合住宅规划设计的发展 2.1第一阶段大量建设时期(1950年~1970年) 2.1.1居住为中心的都市 20世纪60年代和70年代的日本,展开了大规模的集合团地开发运动。最早开发的千里新城在大阪近郊,配置了铁道线和新干线,可以和大阪互通有无。其中设有公园、污水处理中心、大学、医院等设施,以英国的新城计划为范例,按照邻近住区理论和人车分离理论等规划了新城,实现了日本第一个以居住为中心的都市。 2.1.2都市中心型集合住宅 20世纪60年代后,集合住宅在开发区位上,城市中心地区租赁住宅的开发逐渐取代了郊外住宅开发;在生活形态上,从单一类型家庭为基本单位的形态转变为多样化居住形式,人们更加重视住宅本身的机能及其所能提供的服务,而不十分注重住宅的面积大小。对于能够提供多样化服务的集合住宅的需求量就会增加。配合都市中心的再开发,都市中心型集合住宅日渐增加,出现了低层高密度、高质量、多功能、多元化的集合住宅。 2.1.3丰富多彩的集合住宅 20世纪80年代以后,人们对战后大量化、经济化、快速化的集合住宅造成的单调、庞大、重复的都市住宅空间进行了反省和探讨。随着经济高度增长期的结束,住宅自身出现了巨大转变,住宅设计更加注重价值观和生活形式的多样化,集合住宅也丰富多彩起来。

浅谈日本建筑抗震技术

浅谈日本建筑抗震技术 摘要:日本每年发生有感地震约1000多次,其中6级以上的地震每年至少发生1次。频繁的地震灾害使日本的抗震技术快速发展、完善,并形成了比较完整的技术体系。本文将介绍日本建筑抗震技术体系的各个方面,希望能为同样是地震重灾国的我国,提供借鉴,引起更多研究者的思考。 关键词:耐震,减振,免震,强震观测,振动台 0引言 据我国国家地震台网测定,北京时间2011年1月3日4时20分,在智利中部发生7.1级地震。这是距离我们最近的一次大地震。地震一直是伴随着人类文明发展的重大自然灾害之一。日本是世界公认的地震重灾国,每年发生有感地震约1000多次,全球10%的地震均发生在日本及其周边地区。其中6级以上的地震每年至少发生1次。[1]如图1、2所示。然而,频繁的地震灾害,却使日本的抗震技术快速发展、完善,并形成了比较完整的技术体系。自1998年至2007年,日本共发生震级为6.0以上的地震199次,约占全球同等规模地震总数961的20.7%左右,但由其导致的灾害死亡人数仅占世界的9%(中国却占约30%)。由此可见,日本抗震技术体系的先进与完善。 图1 全球地震分布图2 日本周边发生过的地震 1.日本的地理概况 日本位于亚欧大陆东端,陆地面积377880平方公里。由于日本列岛正好位于亚欧板块与太平洋板块交界处,按照地质板块学说,太平洋板块比较薄,密度比较大,而位置相对低一些。当太平洋板块向西呈水平移动时,它就会俯冲到相邻的亚欧板块之下。于是,当亚欧板块与太平洋板块发生碰撞、挤压时,两大板块交界处的岩层便出现变形、断裂等运动,从而产生火山爆发、地震等。 2.日本建筑抗震发展历史 由于日本地震多发,很早日本就对建筑的抗震性能进行研究。早在一百多年前,1891年浓尾大地震砖结构建筑被毁严重时,就开始探讨采取什么措施,来抵御地震破坏。 20世纪初,日本学者大森房吉提出近似分析地震动影响的静力计算法。日本从美国引进钢结构和钢筋混凝土结构技术后,不久,日本的钢结构建筑创始人、东京大学教授佐野利器于1914年发表了《家屋抗震结构论》。首先提出了“抗震结构”的概念,并创造性提出了用“静态”的水平力,代替“动态”的地震力的“度震法”,来进行建筑结构的抗震计算,为现代结构抗震的计算奠定了基础。

日本桥梁抗震设计规范基础设计方法

日本桥梁抗震设计规范基础设计方法 本文对世界主要的桥梁结构抗震设计规范基础部分的现状进行了概略的比较,着重介绍日本桥梁抗震设计规范中基础的设计方法,并指出了中国现行《公路工程抗震设计规范》基础部分中存在的一些不足。 一、引言 近十年来,世界相继发生了多次重大地震,1989年美国Loma Prieta地震(M7.0)、1994年美国Northridge地震(M6.7)、1995年日本阪神地震(M7.2)、1999年土耳其伊比米特地震(M7.4)、1999年台湾集集地震(M7.6)等等。因此,专家们预测全球已进入一个新的地震活跃期。随着现代化城市人口的大量聚集和经济的高速发展,地震造成的损失越来越大。地震灾害不仅是大量地面构筑物和各种设施的破坏和倒塌,而且次生灾害中因交通及其他设施的毁坏造成的间接经济损失也十分巨大。以1995年日本版神地震为例,地震造成大量高速公路及高速铁路桥隧的毁坏,经济总损失高达1000亿美元。 近几次大地震造成的大量桥梁的破坏给了全世界桥梁抗震工作者惨痛的经验教训。各国研究机构纷纷重新对本国桥梁抗震规范进行反思,并进行了一系列的修订工作。日本1995年阪神地震后,对结构抗震的基本问题重新进行了大量的研究,并十分重视减振、耗能技术在结构抗震设计中的应用。桥梁、道路方面的抗震设计规范已经重新编写,并于1996年颁布实施。美国也相继在联邦公路局(FHWA)和加州交通部(CALTRANS)等的资助下开展了一系列的与桥梁抗震设计规范修

订有关的研究工作,已经完成了ATC-18,ATC-32T和ATC-40等研究报告和技术指南。与旧规范相比,新规范或指南无论在设计思想,设计手法、设计程序和构造细节上都有很大的变化和深入。 中国现行《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)在80年代中期开始修订,于1989年正式发行。随着中国如年代经济起飞,交通事业迅猛发展,特别是高速公路兴建、跨越大江,大河的大跨桥梁、大型立交工程以及城市中大量高架桥的兴建,规范已大大不能适应。但是目前所有国内的桥梁设计,对抗震设计均在设计书上标明的参照规范即是《公路工程抗震设计规范》和《铁道工程抗震设计规范》。与国外如日本、美国的同类规范相比,中国现行《公路工程抗震设计规范》水准远落后于国外同类规范。若不进行改进,则必将给中国不少桥梁工程留下地震隐患。 本文主要介绍了各国桥梁抗震设计规范中基础部分的抗震设计。基础部分对全桥的地震响应以及墩柱力的分布均有非常重要的影响。基础设计不当会导致桥梁墩柱在地震中发生剪断、变形过大不能使用等等,有时甚至是桩在根部直接剪断破坏。基础设计需要考虑的方面除了基础形式的选择以外还包括抗弯强度、抗剪强度桩基础连接部分的细部构造、锚固构造等方面。本文首先对中、美、日、欧洲、新西兰五国或地区抗震设计规范中有关基础的部分进行了一般性的比较。笔者认为,相对而言中国的规范在基础抗震设计方面较为粗糙、可操作性不强。而日本规范在这方面作的最为细致,技术也较为先进。因此,在

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