日本抗震設計

　　們的鄰國日本是一個地震多發的國家，每年發生有感地震約1000多次，全球10%的地震均發生在日本及其周邊地區。近年來，日本不斷加大城市防震減災的新技術開發，探索城市綜合減災的新思路。不僅如此，日本在建築抗震、防火等安全性方面的規定復雜而嚴格。

　　1、剛性結構提高建築物的抗震性能

　　在日本許多高層公寓開始銷售不久即告罄。一個重要因素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計。一座號稱日本最高的公寓，使用了與美國紐約世界貿易中心相同的鋼管，確保了抗震強度。這種鋼管的直徑最大達800毫米，厚度達40毫米，而且鋼管中還注入了比通常混凝土強度高3倍的高強度混凝土，該公寓共使用這種鋼管168根。另外，該公寓還使用了剛性結構抗震體。通常高層公寓柔性結構為主流，靠整個建築來減弱地震引起的搖動，但在強風刮過來時，樓的結構也會發生一定的搖動。采取了剛性結構後，搖動大大降低。如遇阪神大地震級別的地震發生時，柔性結構的建築一般要搖動1米左右，而剛性結構建築只搖動30厘米。

　　2、使用橡膠提高建築物的抗震性能

　　在日本東京一座免震結構公寓高達93米，建築物的外圍使用了新研制的高強度16積層橡膠，建築物的中央部分使用了天然橡膠系統的積層橡膠。這樣，在裂度為6的地震發生時，就可將建築物的受力減少至二分之一。一種超高層樓房用抗震裝置，使用的是類似橡膠的黏彈性體，該裝置可將強風造成的搖動減輕 40%，同時也可提高抗震能力。

　　3、“局部浮力”的抗震系統

　　近日日本開發了一種名為“局部浮力”的抗震系統，即在傳統抗震構造基礎上借助於水的浮力支撐整個建築物。據日本媒體報道，普通抗震結構把建築物的上層結構與地基分離開，以中間加入橡膠夾層和阻尼器的方式支撐建築物。相比之下，“局部浮力”系統在上層結構與地基之間設置貯水槽，建築物受到水的浮力支撐。水的浮力承擔建築物大約一半重量，既減輕了地基的承重負荷，又可以把隔震橡膠小型化，降低支撐構造部分的剛性，從而提高與地基間的絕緣性。地震發生時，由於浮力作用延長了固有振蕩周期，即晃動一次所需時間，建築物晃動的加速度得以降低。6到8層建築物的固有周期最大可以達到5秒以上。因此，在城市海灣沿岸等地層柔軟地帶也可以獲得較好抗震效果。此外，貯水槽內貯存的水在發生火災時可用於滅火，地震發生後可作為臨時生活用水。這一系統成本並不算高。以8層樓醫院為例，成本比普通抗震系統高出大約2％。

　　4、“滑動體”基礎提高建築物抗震性能

　　獨戶、古舊建築獨戶建築與高層樓房相比整體重量輕，積層橡膠不起作用。有效的抗震方法是在建築物與基礎之間加上球型軸承或是滑動體，形成一個滾動式支撐結構，這樣可減輕地震造成的搖動。古舊建築的抗震問題也得到了有關方面的重視。東京都台東區的國立西洋美術館補修了抗震處理結構，東京都豐島區區政廳也實施了補修工程。

　　5、嚴格的法律

　　日本《建築基准法》規定，日本的高層建築必須能夠抵御裡氏７級以上的強烈地震。一個建築工程為獲得開工許可，除了設計、施工圖紙等文件外，還必須提交建築抗震報告書。這一報告書主要內容是，根據地震的不同強度，計算不同的建築結構在地震中的受力大小，進而確定建築的梁柱位置、承重以及施工中鋼筋、混凝土的規格和配比。

　　日本法律還規定，只有一級建築師以上的人才能有資格編制抗震報告書，而且，報告書中的相關計算必須要使用國土交通省認可的專用程序。普通的一個８、９層公寓樓，其抗震報告書動辄厚達兩三百頁。建築抗震報告書必須經過相關部門或人員的檢查，確認無誤後才能開工。