先進(jìn)的建筑抗震技術(shù)
日本堪稱世界上地震最多的國家，每年發(fā)生有感地震約1000多次，全球10%的地震均發(fā)生在日本及其周邊地區(qū)，因此日本的房屋設(shè)計(jì)對抗震有非常嚴(yán)格的要求。
有著豐富日本建筑界工作經(jīng)驗(yàn)的建筑設(shè)計(jì)師廖曉告訴《科學(xué)時(shí)報(bào)》記者：日本擁有多項(xiàng)先進(jìn)的建筑防震技術(shù)，他們在建筑抗震、防火等安全性方面的規(guī)定復(fù)雜而嚴(yán)格。
其一，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。廖曉告訴記者，日本許多高層公寓會在剛開始銷售后不久即告罄，一個(gè)重要因素就是這些高層公寓多半與高層寫字樓作了同等水平的抗震設(shè)計(jì)。一座號稱日本最高的公寓，使用了與美國紐約世界貿(mào)易中心相同的鋼管，確保了抗震強(qiáng)度。廖曉說：這種鋼管的直徑最大達(dá)800毫米，厚度達(dá)40毫米，而且鋼管中還注入了比通常混凝土強(qiáng)度高3倍的高強(qiáng)度混凝土。
在中國，高層公寓通常以柔性結(jié)構(gòu)為主流，一般靠整個(gè)建筑來減弱地震引起的搖動。這種建筑在強(qiáng)風(fēng)刮過來時(shí)，樓的結(jié)構(gòu)也會發(fā)生一定的搖動。而日本建筑多數(shù)采取剛性結(jié)構(gòu)，這樣搖動大大降低。例如，7級以上的大地震發(fā)生時(shí)，柔性結(jié)構(gòu)的建筑一般要搖動1米左右，而剛性結(jié)構(gòu)建筑只搖動30厘米。
其二，日本建筑師普遍使用橡膠提高建筑物的抗震性能。例如，在日本東京有一座免震結(jié)構(gòu)公寓，盡管高達(dá)93米，但其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，在裂度為6的地震發(fā)生時(shí)，就可將建筑物的受力減少至1/2。
其三，日本開發(fā)出一種局部浮力的抗震系統(tǒng)。據(jù)日本媒體報(bào)道，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)，由于浮力作用延長了固有振蕩周期，即晃動一次所需時(shí)間，建筑物晃動的加速度得以降低。廖曉高度評價(jià)了這種技術(shù)：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，以八層樓醫(yī)院為例，成本比普通抗震系統(tǒng)高出大約2％。
其四，用滑動體基礎(chǔ)提高建筑物抗震性能。這種技術(shù)適用于獨(dú)戶、古舊建筑，可以有效地進(jìn)行古建筑的防震保護(hù)。廖曉說，這種技術(shù)是在建筑物與基礎(chǔ)之間加上球型軸承或是滑動體，形成一個(gè)滾動式支撐結(jié)構(gòu)，從而減輕地震造成的搖動。日本目前已經(jīng)對國立西洋美術(shù)館等古舊建筑實(shí)施了這種補(bǔ)修工程。
據(jù)介紹，日本目前約有2000幢建筑使用了這些防震技術(shù)，中國的這類建筑只有700座，而世界其他國家的此類建筑加起來還不足300座。
影響這些先進(jìn)技術(shù)推廣的重要因素之一就是成本考慮。除去引進(jìn)技術(shù)的成本考慮，即使在日本，開發(fā)商也并非大規(guī)模引入這類技術(shù)，這會使建造成本最多提高15%。廖曉說。
據(jù)《華爾街日報(bào)》報(bào)道，致力于推廣抗震技術(shù)的日本免震構(gòu)造協(xié)會的負(fù)責(zé)人Nagahide Kani說，如果東京現(xiàn)在遭遇與四川同樣震級的地震，其建筑的受損程度不會像中國四川那樣嚴(yán)重。
嚴(yán)格的建筑法規(guī)體系
日本不僅有先進(jìn)的技術(shù)手段，更重要的是日本法律對于抗震減災(zāi)的嚴(yán)格規(guī)定。
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級以上的強(qiáng)烈地震。一個(gè)建筑工程為獲得開工許可，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。這一報(bào)告書的主要內(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。
日本法律還規(guī)定，只有一級建筑師以上的人才能有資格編制抗震報(bào)告書，而且，報(bào)告書中的相關(guān)計(jì)算必須要使用國土交通省認(rèn)可的專用程序。普通的一個(gè)八九層公寓樓，其抗震報(bào)告書動輒厚達(dá)兩三百頁。建筑抗震報(bào)告書必須經(jīng)過相關(guān)部門或人員的檢查，確認(rèn)無誤后才能開工。廖曉說。不僅在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān)，日本更注重的是將安全法規(guī)落到實(shí)處。一個(gè)著名的例子是，2005年日本一位名叫姐齒秀次的建筑師被發(fā)現(xiàn)編造了幾十棟公寓樓的抗震數(shù)據(jù)。此事曝光后政府緊急實(shí)施的建筑抗震性復(fù)查導(dǎo)致連續(xù)幾個(gè)月都未有新建筑獲準(zhǔn)開工，幾乎導(dǎo)致日本經(jīng)濟(jì)陷入衰退。上述建筑師2006年底以偽造數(shù)據(jù)和偽證罪被判處5年監(jiān)禁。
上千萬美元的震災(zāi)監(jiān)測防治系統(tǒng)
日本在部分海域水下2000米處安裝了監(jiān)測系統(tǒng)，通過海上監(jiān)測船將有關(guān)信息發(fā)射到人造衛(wèi)星上，再利用全球定位系統(tǒng)，密切監(jiān)視大陸架板塊的移動。
此外，日本花10年之工斥資上千萬美元打造了一套地震早期預(yù)警系統(tǒng)，按設(shè)計(jì)它應(yīng)能偵測到地震的最初跡象，并趕在地震爆發(fā)前向震中附近城市發(fā)出警報(bào)，從而使人們能多獲得幾秒鐘逃生時(shí)間。廖曉介紹說，這個(gè)系統(tǒng)儲存了大量4級以上地震的災(zāi)難資料，一旦發(fā)生大地震，該系統(tǒng)可以在30分鐘內(nèi)自動計(jì)算出受災(zāi)規(guī)模，指導(dǎo)當(dāng)局有針對性地迅速展開救援措施。
在城市建設(shè)規(guī)劃之時(shí)，日本也十分重視防災(zāi)避難的設(shè)計(jì)。各個(gè)家庭陽臺相通，以備意外時(shí)互相支持或避難。旅社、地鐵、商店、影院等公共場所出入口都有非?？诩皹?biāo)記指示，一旦發(fā)生非常事件時(shí)用來疏散。抗震性和安全性是日本建設(shè)公路、鐵路和公園等城市基礎(chǔ)設(shè)施的重點(diǎn)。在日本城市中有許多政府指定的避難緩沖地帶，不少城中綠地和街心公園的入口處都插著地震避難所的牌子。65%的市區(qū)街道可作為避難所，甚至儲備水、食物、藥品、毯子等，并能建造臨時(shí)房屋。
完善的防災(zāi)救災(zāi)體制
國家住宅工程中心高級建筑師劉東衛(wèi)博士也認(rèn)為，日本防御地震災(zāi)害的重要經(jīng)驗(yàn)之一在于，日本建立了完善的防災(zāi)和救災(zāi)體制。
日本擁有防災(zāi)省，建立了從中央到地方的防災(zāi)減災(zāi)信息系統(tǒng)及應(yīng)急反應(yīng)系統(tǒng)，一旦國家發(fā)生重大災(zāi)難事件，首相將擔(dān)任總指揮。
日本向國民長期普及防震救災(zāi)知識?！洞蟮卣鹛貏e措施法》規(guī)定9月1日為全國防災(zāi)日，8月30日到9月5日為全國防災(zāi)周。日本經(jīng)常模擬地震、火災(zāi)、海嘯、搶劫、槍擊等天災(zāi)人禍發(fā)生，提高抗災(zāi)救災(zāi)、自護(hù)自救和處理突發(fā)事件的能力。1983年，為紀(jì)念關(guān)東大地震60周年，組織1600萬人，約占國民總?cè)藬?shù)13%，進(jìn)行防震救災(zāi)演習(xí)。
日本全國各地設(shè)有不少地震博物館和地震知識學(xué)習(xí)館，免費(fèi)向市民開放。在這些地震博物館內(nèi)，市民們能夠親身體驗(yàn)地震時(shí)的感覺。借助博物館內(nèi)模擬火災(zāi)現(xiàn)場的煙霧走廊和模擬地震的震動平臺，參觀者可以體驗(yàn)到6級地震發(fā)生時(shí)的狀態(tài)。每年法定防災(zāi)日來臨時(shí)，日本各地都會舉辦地震防災(zāi)演練，向市民介紹面對突發(fā)災(zāi)難的應(yīng)急對策，也提醒市民加強(qiáng)危機(jī)意識。從熟悉所住樓房的緊急通道到室內(nèi)布置、起居生活，日本人格外注意消除安全隱患、保持逃生通道暢通。常年宣傳普及之下，防震救災(zāi)意識在日本深入人心。
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