日本先进的抗震技术

2020.11.06

众所周知,日本是地震频发的国家,日本为了抵抗地震的破坏力,他们修建的房子要充分考虑到地震的影响。

image.png


在日本的建筑施工中,对于抗震有三种构造概念:耐震、制震和免震。耐震相当于我国的“抗震”,为最普通级别,主要用在低层建筑中;耐震极限只能保证地震时房屋建筑不坏,并不能保证室内家具倾倒伤人,也不能保证家庭财产不受损失。制震相当于中国的“减震”,是对耐震的补充,是让建筑物在地震晃动中,集中在一个地方造成损害,但其他地方不会发生损毁。其中一种做法是在建筑物中放置各种球体,让这个部分吸收地震能量,等地震过后,只需把这部分换掉就行,建筑物其他地方不会发生问题。另外普遍的做法还有放置油压器装置,其作用相当于保险丝,在高层建筑中每层都会放置一个以上这种装置。免震相当于中国的“隔震”,即地震时“免去”或“避免”房屋震动。将耐震结构的建筑改为免震建筑,在日本成本只需增加5%~10%。

日本抗震建造技术介绍

在日本最具普遍意义的是减震技术。减震方案主要有三种:

其一是 纯机械式减震机构, 利用两个平台之间的相对运动来稀释掉地震波带来的晃动。

其二是 使用特殊弹力橡胶和钢板制作的缓震部件安装在建筑物中。这些橡胶层非常耐用,一般使用年限约60年,能够把地震对楼房的摇晃程度减轻1/3到1/5。当地震到来能够有效维持房屋的平衡,小震级时人们在屋中甚至无法感受到晃动,而高震级地震时也只是会感受到轻微的晃动。

其三是 上述两种的结合使用

部分减震技术装置是可以到免震级别的。举例而言,由日本大成建设公司开发研制的TASS滑动支座能到达免震效果。该装置的免震原理是在建筑物和基础间安装由特殊材料建造的零部件组合的滑动支座。地震时,依靠建筑物与基础之间产生滑移,降低直接作用在建筑物上的地震力及层间变形。

行业新闻_免震技术_未采用抗震图示.gif

未采取抗震措施

                             Pic-2.gif          Pic-3.jpg

采取平台机械式减震机构

Pic-4-5.jpg

平台减震机构地震运动示意

在多层和高层建筑物中每层则还使用减震柱,以吸收地震时造成建筑物晃动的能量,保护关键的主柱和梁不遭破坏。

Pic-6.jpg

多层和高层建筑采取平台机械式减震机构和减震柱

Pic-7-8.jpg

减震柱地震运动示意

为提高建筑物抗震采取其他方面的举措

日本建筑在选材上格外讲究。 砖结构建筑在日本几乎不再被使用,取而代之的是质量轻和强度高的新型材料,比如树脂、加气混凝土、碳纤维。使用这些材料的建筑物即便倒塌坠落,也不会对人体造成严重伤害,而且安装方便,像搭积木一样轻松。

比如 CFT 钢管, 其直径最大达800毫米,厚度达40毫米,管芯中注入有比通常混凝土强度高3倍的特种混凝土。

日本东北地区为应付积雪房顶多采用 铁板 材料。用铁板作为屋顶,比使用瓦片的建筑物质量要轻许多。

建筑物的外围有使用 高强度超积层橡胶 ,建筑物中央部分也有使用天然橡胶系统积层橡胶。在六级以上的地震发生时,这种保护装置能使建筑物的受力减少一半。

普通的民宅在建筑结构上提倡采用 箱体设计, 从而能够保证地震发生时,房屋不会散开,即便在剧烈的摇晃中也可以整体翻滚,不至于损毁。

在建筑物结构上还采用 小面积的门窗构造 ,有效提高建筑物抗震度。

日本在建筑法律层面做不断完善和改进

每一次日本发生特大地震后,国土交通省都会组织力量进行建筑抗震调查。根据调查结果不定期提出对《建筑基准法》的修改意见 。当然,这部法律每隔几年定期重新作修订,以跟进对建筑物抗震实用性和前瞻性的指导和规范。

日本建筑师在设计建筑时,会严格按照《建筑基准法》的抗震要求。专业技术人员会对民房和公共建筑物进行抗震加固等级定期评定

政府会对居民改造旧房提高抗震度或建造高抗震度新建筑酌情给予适当的补贴和奖励

参考: www.52hejia.com