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一个“震不灭”的国家：日本防震手册大起底

http://www.CRNTT.com   2013-04-23 11:15:42

严格的建筑规范 　　神户大地震中，村松文也家三层楼的住宅幸运地没有倒塌，但屋内所有家具、电器几乎全部毁坏。这次地震中倒塌和严重损坏的建筑多达20万栋，近30万灾民无家可归。被砸死和窒息而死的超过4000人，占死亡人数的绝大多数。不仅如此，倒塌的建筑物阻塞了道路，再加上道路、桥梁的倒塌，严重阻碍了震后救援。此次地震再次令日本政府痛下决心提高建筑物的抗震能力，几乎对每栋建筑进行精确计算。 　　100年来，日本是世界上对建筑抗震用心最多的国家。1923年关东大地震之后第2年和第4年，日本就有了世界上最早的建筑物抗震规范和桥梁抗震规范。 　　此后历次地震令日本的抗震研究、设计、规范不断修正：1978年宫城县近海地震令钢筋混凝土结构建筑破坏严重，两年后日本颁布新的建筑抗震设计规范。1981年，日本对《建筑基准法》和《建筑基准法施行令》进行了全面修正。新的设计思路用两个档次地震作用水平对建筑物进行设计和极限承载力的验算：水平1重现期约为50年，水平2重现期约为500年。 　　根据《建筑基准法》规定，高层建筑必须能够抵御7级以上地震。工程开工前必须提交的《建筑抗震报告书》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；据此确定建梁柱的位置、承重以及钢筋、混凝土的规格和配比等。 　　神户大地震显示，新规范实施之后的高层建筑绝大多数经受住了考验，但此前的建筑和老旧房屋破坏严重。这令一些中国专家在汶川大地震后惊呼，“说明以人类上世纪80、90年代的工程技术水平，就可以避免在地震中大量的人员损失。” 　　新标准获得成功之后，日本继续加强对建筑物防震的研究，并着手加固老的建筑。 　　通过计算建筑物的强度性能、延性性能、结构调整系数、水平与纵向的不规则程度、时间退化系数等参数，对每栋建筑进行评估。建筑物的每一方向、每个楼层都分别进行评估计算，然后分成建筑物经过大震后“不需维修”、“经过简单维修可以继续使用”、“可能破坏，但经过维修后可以继续使用”、“可能倒塌，必须进行结构加固”、“倒塌可能性非常大，迫切需要进行结构加固”五个等级。需要加固的建筑，会通过加装钢框架、在框架间增设阻尼器、基础部位增设隔震层等方法进行加固。这使得日本到处可见老式建筑加装X、K、Y等不同形状的钢结构。以村松文也的住宅为例，就加装了钢结构进行加固。学校建筑则受到了更加严格的检测和加固。 　　神户大地震后，日本的公路、铁路、桥梁抗震设计规范也都作了大幅度修订，明确了动力反应分析法和保有耐力法等设计验算方法，增加了隔震设计等内容。根据桥梁等的使用寿命、重要程度，以及在此期间地震发生的概率，明确了不同的抗震标准。此次大地震中，众多桥梁、高速公路在海啸、地震双重袭击下岿然不动的照片，令世人震惊。 　　学校亦是抗震的重点。神户大地震中，日本有4500多所学校遭到破坏。震后的检测中，对于普通民用建筑，要求IS值(构造抗震指标)≥0.6；而学校建筑要求提高至IS≥0.7。对IS值不达标的学校建筑，小于0.3的通常拆除；0.3-0.7之间的加固至IS≥0.7。 　　由于耗资过于巨大，地震十多年后，学校加固也未完全完成。中国汶川大地震后，日本再次加速学校加固，大幅度加大财政补贴比例，要求4年内全部完成。而对于其他建筑，日本抗震理念也在不断进化，远远领跑人类抗震前沿：从耐震、制震到免震、隔震，理论上地震几乎可以不对人造成任何伤害。“耐震”的极限只能保证地震时房屋建筑不坏。“制震”则是在房屋内部设置一些能吸收和消耗地震能量的“制震装置”，减少地震对房屋主体结构的破坏。“制震”能保证房屋更加安全，减少人身、财产损失，但不能杜绝。 　　“免震”和“隔震”则采用在房屋的双重基础之间设置“橡胶钢板叠合隔震垫”等方法，将地震力与建筑物隔开，理论上可能在大地震发生时房屋内家具不倒、人不受伤，极限可达房屋彻底不震。钢结构、轻质材料、预制装配构件等各种最先进防震手段被广泛运用。监管与规定也不断加强。 　　2005年11月，千叶县的建筑师姐齿秀次因伪造《抗震强度构造计算书》而被捕。姐齿秀次的设计采用缩小支柱和横梁的尺寸和强度、减少钢筋使用数量等方式减少了约10%的成本，令20多栋建筑仅能承受5级以上地震。这一事件在日本国内引起轩然大波，姐齿秀次获刑5年。此后的2006年10月，日本国土交通省提交了《建筑基准法》、《建筑业法》和《建筑师法》的修正案。弥补了以往法律的缺陷，再次严格了建筑设计标准并加大处罚力度。 　　近100年的努力，令日本真正变得更加安全。此次日本大地震之后，《纽约时报》报道称，“日本严格的建筑规范挽救了很多人的生命”，认为是全世界做得最好的。如果地震发生在其他人口密集的国家，“或许已经有数万人在地震中遇难。”

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