日本.地震對(duì)中國(guó)建筑業(yè)的啟示

日本3.11地震對(duì)中國(guó)建筑業(yè)的啟示在3.11特大地震中，日本雖然損失慘重，但多數(shù)堅(jiān)挺不倒的高層建筑物，在特強(qiáng)地震中巋然不動(dòng)……在歷次中國(guó)大地震如四川汶川大地震中，很多建筑物一震就倒，而且毀壞程度相當(dāng)之高。很多鮮活的生命都是被坍塌的建筑物奪走的。鮮明的對(duì)比，值得中國(guó)建筑業(yè)深刻反思。2011年3月11日下午，日本東北部海域發(fā)生里氏9級(jí)地震。在本次強(qiáng)震中，雖然日本損失慘重，但由于地震本身而坍塌的房屋卻不多。被毀的1.3萬(wàn)座房屋集中在巖手、福島和宮城三個(gè)縣的沿海地區(qū)，95%以上是被海嘯摧毀。很多房子雖然被洶涌的海浪挪出很遠(yuǎn)，但全然沒(méi)有散架。截止2011年4月12日，因地震和海嘯死亡13219人，受傷4742人，失蹤14274人。2008年5月12日下午，四川汶川縣附近發(fā)生8級(jí)地震。汶川地區(qū)災(zāi)情嚴(yán)重，80%~90%房屋倒塌，其中八個(gè)鎮(zhèn)被夷為平地，截至2008年9月22日，四川汶川地震已確認(rèn)69227人遇難，374643人受傷，失蹤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釋放的能量十倍于汶川地震，且地震后帶來(lái)了巨大的海嘯，但其房屋倒塌情況與人口傷亡情況卻遠(yuǎn)低于汶川地震，答案到底在哪？嚴(yán)苛的建筑法規(guī)日本堪稱(chēng)世界上地震最多的國(guó)家，每年發(fā)生有感地震1000多次，全球10%的地震均發(fā)生在日本及其周邊地區(qū)。因此，“抗震”是日本建筑的首要要求。1950年，日本頒布《建筑基準(zhǔn)法》，由7章105條組成。根據(jù)該法規(guī)，新建筑必須達(dá)到在百年一遇的地震中不倒塌，在數(shù)十年一遇的地震中不受損的抗震強(qiáng)度；高層建筑必須能夠抵御里氏7級(jí)以上的強(qiáng)烈地震；一個(gè)建筑工程為獲得開(kāi)工許可，除了設(shè)計(jì)、施工圖紙等文件外，還必須提交建筑抗震報(bào)告書(shū)。這一報(bào)告書(shū)主要內(nèi)容是，根據(jù)地震的不同強(qiáng)度，計(jì)算不同的建筑結(jié)構(gòu)在地震中的受力大小，進(jìn)而確定建筑的梁柱位置、承重以及施工中鋼筋、混凝土的規(guī)格和配比。法律還規(guī)定，只有一級(jí)建筑師以上的人才能有資格編制抗震報(bào)告書(shū)，而且，報(bào)告書(shū)中的相關(guān)計(jì)算必須要使用國(guó)土交通省認(rèn)可的專(zhuān)用程序。普通的一個(gè)8、9層公寓樓，其抗震報(bào)告書(shū)動(dòng)輒厚達(dá)兩三百頁(yè)。建筑抗震報(bào)告書(shū)必須經(jīng)過(guò)相關(guān)部門(mén)或人員的檢查，確認(rèn)無(wú)誤后才能開(kāi)工?！督ㄖ鶞?zhǔn)法》成為日本建筑法規(guī)的基石，以后關(guān)于建筑的各種法規(guī)都是在該法基礎(chǔ)上衍生而來(lái)的。為了配合《建筑基準(zhǔn)法》的順利實(shí)施，使建筑設(shè)計(jì)規(guī)范化，日本還于1950年頒布了《建筑師法》。該法是為規(guī)范建筑物的設(shè)計(jì)規(guī)模和種類(lèi)，并對(duì)工程進(jìn)行監(jiān)督而制定的。根據(jù)該法的規(guī)定，建筑師分為一級(jí)和二級(jí)，1984年又增加了木工建筑師，建筑師制度規(guī)定建筑師須持證上崗，其業(yè)務(wù)范圍除根據(jù)建筑物的規(guī)模及種類(lèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)外，還具有工程監(jiān)督的義務(wù)。除了《建筑基準(zhǔn)法》和建筑師制度，日本還以法律法規(guī)形式明確要求房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商保證其產(chǎn)品質(zhì)量的責(zé)任制度。日本確保住宅質(zhì)量主要依靠《住宅質(zhì)量確保法》的“瑕疵擔(dān)保責(zé)任的特例”和由住宅保證機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)實(shí)施的“住宅完成保證制度”、“住宅性能保證制度”三項(xiàng)措施來(lái)確保住宅的質(zhì)量。不斷完善的建筑法規(guī)不僅擁有嚴(yán)苛的《建筑基準(zhǔn)法》，每次特大地震發(fā)生后，日本國(guó)土交通?。ㄏ喈?dāng)于我國(guó)的住建部）都會(huì)組織力量進(jìn)行建筑抗震調(diào)查，根據(jù)調(diào)查結(jié)果提出《建筑基準(zhǔn)法》的修改意見(jiàn)。在上世紀(jì)七八十年代，日本的建筑法律就有兩次重大修改。首先，這部法律否認(rèn)了傳統(tǒng)的日本式木造住宅建筑方法——木造軸框架法的抗震性能。在1974年，日本從歐美引進(jìn)了木造框架組合墻壁構(gòu)造法建筑技術(shù)。1982年重新修訂的《建筑基準(zhǔn)法》給予了這種施工方法支持。之后的地震證明，當(dāng)時(shí)這個(gè)支持法案是對(duì)的。因?yàn)?，根?jù)新方法建造的住房沒(méi)有一間倒塌。其后這部法律已經(jīng)在1992、2000、2006年又經(jīng)過(guò)三次修改。2005年，日本相繼爆出建筑設(shè)計(jì)師和開(kāi)發(fā)商聯(lián)手在高層建筑設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)上造假以及在施工中偷工減料等丑聞，震驚全國(guó)，尤其“姐齒秀次”事件的發(fā)生。以此為契機(jī)，日本政府和建筑主管部門(mén)及時(shí)討論并提交了建筑相關(guān)條款的修正案。2006年10月11日，日本國(guó)土交通省提交了《建筑基準(zhǔn)法》、《建筑業(yè)法》和《建筑師法》三項(xiàng)法律的修正案。修正案彌補(bǔ)了以往法律的缺陷，嚴(yán)格了建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和加大了處罰力度。例如，以前的法律規(guī)定，只要一級(jí)建筑師擔(dān)任設(shè)計(jì)承包方，他可以將部分設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)包給不具備建筑師資質(zhì)的設(shè)計(jì)師，而如果修正案獲得通過(guò)，今后這樣的做法將被視為非法。同時(shí)修正案還規(guī)定，對(duì)設(shè)計(jì)了那些建筑抗震強(qiáng)度明顯不足的建筑師，懲罰也將現(xiàn)行的罰款50萬(wàn)日元提高到最高可處3年有期徒刑。先進(jìn)的抗震設(shè)計(jì)地震專(zhuān)家對(duì)歷次中國(guó)地震的分析顯示，地震中人員傷亡總數(shù)的95%以上是由房屋倒塌造成的。因此，建筑設(shè)計(jì)上采用防震措施，對(duì)于減少傷亡有很正面的作用。日本開(kāi)發(fā)了多項(xiàng)先進(jìn)的建筑防震技術(shù)，目前日本擁有世界上最多的隔震建筑，尤其是最近30年，全日本共約在2000棟公共建筑和3000棟住宅建筑中使用了隔震技術(shù)。剛性結(jié)構(gòu)。日本的建筑善于利用剛性結(jié)構(gòu)提高建筑物的抗震性能。日本某公司的一座號(hào)稱(chēng)日本最高(地上48層、高243米)的東京都都廳，使用了與美國(guó)紐約世界貿(mào)易中心相同的鋼管168根，確保了抗震強(qiáng)度。另外，該都廳還使用了剛性結(jié)構(gòu)抗震體。如遇阪神大地震級(jí)別的地震發(fā)生時(shí)，柔性結(jié)構(gòu)的建筑一般要搖動(dòng)1米左右，而剛性結(jié)構(gòu)建筑只搖動(dòng)30厘米。東京都都廳，243m橡膠抗震。日本建筑師普遍使用橡膠提高建筑物的抗震性能。例如，三井不動(dòng)產(chǎn)公司在東京都杉并區(qū)出售的一座免震結(jié)構(gòu)公寓高達(dá)93米，建筑物的外圍使用了新研制的高強(qiáng)度16積層橡膠，建筑物的中央部分使用了天然橡膠系統(tǒng)的積層橡膠。“這樣，在烈度為6度的地震發(fā)生時(shí)，就可將建筑物的受力減少至1/2?！薄皬椥越ㄖ薄＿@種彈性建筑物建在隔離體上，隔離體由分層橡硬鋼板組和阻尼器組成，建筑結(jié)構(gòu)不直接與地面接觸。阻尼器由螺旋鋼板組成，以減緩上下的顛簸。日本東京建了12座彈性建筑，其中東京電通大廈就是其中一棟。經(jīng)東京發(fā)生的里氏6.6級(jí)地震考驗(yàn)，證明在減輕地震災(zāi)害方面效果顯著。東京電通大廈，213m日本鹿島建筑部門(mén)發(fā)明了彈簧大樓。其特點(diǎn)是，由彈簧把連著地基的基礎(chǔ)部分和建筑物主體分開(kāi)，讓建筑物主體處于一種漂浮狀態(tài)，而彈簧正是一種能吸收地震和其他振動(dòng)沖擊的中介物，無(wú)論地基怎樣搖晃，建筑物都不會(huì)受到強(qiáng)烈的沖擊。實(shí)驗(yàn)證明，烈度6~7度的地震搖晃，傳到這種建筑物時(shí)烈度也將減到原來(lái)的十分之一?！熬植扛×Α笨拐鹣到y(tǒng)。這種技術(shù)是在建筑物上層結(jié)構(gòu)與地基之間設(shè)置貯水槽，使建筑物受到水的浮力支撐。水的浮力承擔(dān)建筑物大約一半重量。地震發(fā)生時(shí)，由于浮力作用延長(zhǎng)了固有振蕩周期，即晃動(dòng)一次所需時(shí)間，建筑物晃動(dòng)的加速度得以降低。這種技術(shù)不僅具有較好的抗震效果，同時(shí)貯水槽內(nèi)貯存的水在發(fā)生火災(zāi)時(shí)還可以用來(lái)滅火，或者作為地震發(fā)生后的臨時(shí)生活用水。更重要的是這一系統(tǒng)成本并不算高，以8層樓醫(yī)院為例，成本比普通抗震系統(tǒng)高出大約2%。“滑動(dòng)體”基礎(chǔ)技術(shù)。這種技術(shù)適用于獨(dú)戶(hù)、古舊建筑，通過(guò)在建筑物與基礎(chǔ)之間加上球型軸承或是滑動(dòng)體，形成一個(gè)滾動(dòng)式支撐結(jié)構(gòu)，從而減輕地震造成的搖動(dòng)。日本目前已經(jīng)對(duì)國(guó)立西洋美術(shù)館等古舊建筑實(shí)施了這種補(bǔ)修工程。箱體技術(shù)。日本普通的民宅采用了箱體設(shè)計(jì)——地震發(fā)生時(shí)，房屋整體翻滾，不至于損毀。房頂多采用鐵板材料，用鐵板作為屋頂，比使用瓦片的建筑物質(zhì)量要輕許多。此外為了御寒，房間門(mén)、窗開(kāi)口的幅度較小，使得房間更具有抗震性?！翱噹А奔夹g(shù)。日本發(fā)明了一種廉價(jià)的防震加固技術(shù)，以類(lèi)似安全帶的樹(shù)脂材料“繃帶”包裹建筑物內(nèi)支柱。由構(gòu)造品質(zhì)保證研究所開(kāi)發(fā)的這種防震加固技術(shù)被稱(chēng)為“SRF工藝”?？拐稹翱噹А辈捎脴?shù)脂纖維編織制造，形狀類(lèi)似安全帶。施工時(shí)，將抗震帶涂上黏合劑，包裹后固定在建筑物支柱上。地震發(fā)生時(shí)，支柱即使出現(xiàn)內(nèi)部損傷也不會(huì)倒塌，這可以確保人員的生存空間。以一座每層有12間房屋的4層樓為例，通常加固工程需要花費(fèi)5000萬(wàn)~1億日元，采用這一技術(shù)后，僅需500萬(wàn)日元左右，如果是木質(zhì)建筑，僅需數(shù)十萬(wàn)日元。工程施工也相當(dāng)簡(jiǎn)單，構(gòu)造品質(zhì)保證，研究所此前已經(jīng)完成了250個(gè)此類(lèi)項(xiàng)目，包括新干線(xiàn)高架橋、醫(yī)院以及約40棟學(xué)校建筑物等。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ淌┕と毡镜慕ㄖ┕?yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，日本施工質(zhì)量過(guò)硬，一絲不茍，確保建筑的抗震能力符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。而從汶川地震的災(zāi)后照片發(fā)現(xiàn)，坍塌建筑物的混凝土廢墟中有時(shí)看不見(jiàn)足夠的鋼筋，而鋼筋的延展性是防止混凝土崩裂的重要設(shè)計(jì)考慮和技術(shù)手段之一。日?？拐鹁S護(hù)管理日本專(zhuān)家指出，讓建筑保持其抗震性能沒(méi)有一勞永逸的辦法，有關(guān)方面需要長(zhǎng)期堅(jiān)持“定期體檢”，注意維護(hù)管理，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后及時(shí)采取措施。只有這樣，才能指望抗震建筑能夠經(jīng)受住重大地震的“實(shí)戰(zhàn)”考驗(yàn)。所以，日本十分注意定期給建筑做“體檢”?！绑w檢”大致分為4類(lèi)，即竣工時(shí)檢查、定期檢查、應(yīng)急檢查和詳細(xì)檢查。尤其值得一提的是定期檢查：技術(shù)人員除每年檢查抗震層外，在建筑竣工后第5年、第10年及之后每10年，對(duì)建筑進(jìn)行一次全面檢查，檢查內(nèi)容包括抗震材料的性能、抗震層外圍有無(wú)阻礙建筑水平移動(dòng)的物體、設(shè)備管線(xiàn)有無(wú)損傷等。專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員還會(huì)定期對(duì)民房進(jìn)行抗震加固等級(jí)評(píng)定，政府會(huì)酌情給予居民適當(dāng)?shù)难a(bǔ)貼鼓勵(lì)?？傊毡敬_保建筑抗震質(zhì)量的成功經(jīng)驗(yàn)值得我國(guó)借鑒，我國(guó)應(yīng)該提高抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)展隔震減震建筑，從完善法律法規(guī)和加強(qiáng)監(jiān)督兩方面著手，嚴(yán)格把關(guān)，防范豆腐渣工程的產(chǎn)生。我國(guó)新版《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》已于2010年12月1日起施行。注：“姐齒秀次”事件2005年11月，千葉縣的建筑師因偽造抗震強(qiáng)度構(gòu)造計(jì)算書(shū)而被捕。據(jù)日本國(guó)土交通省和千葉縣等有關(guān)方面的調(diào)查顯示，由千葉縣姐齒建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所的一級(jí)建筑設(shè)計(jì)師姐齒秀次設(shè)計(jì)的194棟高層建筑中，有20多棟建筑物的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)存在造假問(wèn)題，嚴(yán)重影響居住安全。日本《建筑基準(zhǔn)法》規(guī)定，日本的高層建筑必須能夠抵御里氏7級(jí)以上的強(qiáng)烈地震，設(shè)計(jì)師承擔(dān)的是建筑設(shè)計(jì)中最重要的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。但姐齒秀次設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過(guò)程中故意違反國(guó)家規(guī)定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，采用降低抗震級(jí)別、縮小支柱和橫梁的尺寸和強(qiáng)度、減少鋼筋使用數(shù)量等方式來(lái)達(dá)到降低造價(jià)的目的，采用只能抵御里氏5級(jí)左右地震的方案來(lái)建造高層建筑。這些已查明的劣等建筑物實(shí)際抗震能力大大低于國(guó)家有關(guān)規(guī)定。其中大多數(shù)高層建筑物的實(shí)際抗震能力不到國(guó)家規(guī)定的50%，最低的只有規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的26%。據(jù)姐齒秀次交代，他在設(shè)計(jì)中篡改數(shù)據(jù)、偷工減料是應(yīng)開(kāi)發(fā)商要求所為，因?yàn)檫@樣施工可以節(jié)省10%以上的成本。當(dāng)初他還以為自己的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)書(shū)通不過(guò)審查，沒(méi)想到最后能夠順利過(guò)關(guān)。通過(guò)日本有關(guān)方面調(diào)查發(fā)現(xiàn)，姐齒建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所提交的