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一個“震不滅”的國家：日本防震手册大起底

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

嚴格的建築規范 　　神戶大地震中，村鬆文也家三層樓的住宅幸運地沒有倒塌，但屋內所有家具、電器幾乎全部毀壞。這次地震中倒塌和嚴重損壞的建築多達20萬棟，近30萬災民無家可歸。被砸死和窒息而死的超過4000人，占死亡人數的絕大多數。不僅如此，倒塌的建築物阻塞了道路，再加上道路、橋梁的倒塌，嚴重阻礙了震後救援。此次地震再次令日本政府痛下決心提高建築物的抗震能力，幾乎對每棟建築進行精確計算。 　　100年來，日本是世界上對建築抗震用心最多的國家。1923年關東大地震之後第2年和第4年，日本就有了世界上最早的建築物抗震規范和橋梁抗震規范。 　　此後歷次地震令日本的抗震研究、設計、規范不斷修正：1978年宮城縣近海地震令鋼筋混凝土結構建築破壞嚴重，兩年後日本頒布新的建築抗震設計規范。1981年，日本對《建築基準法》和《建築基準法施行令》進行了全面修正。新的設計思路用兩個檔次地震作用水平對建築物進行設計和極限承載力的驗算：水平1重現期約為50年，水平2重現期約為500年。 　　根據《建築基準法》規定，高層建築必須能夠抵禦7級以上地震。工程開工前必須提交的《建築抗震報告書》內容包括：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；據此確定建梁柱的位置、承重以及鋼筋、混凝土的規格和配比等。 　　神戶大地震顯示，新規范實施之後的高層建築絕大多數經受住了考驗，但此前的建築和老舊房屋破壞嚴重。這令一些中國專家在汶川大地震後驚呼，“說明以人類上世紀80、90年代的工程技術水平，就可以避免在地震中大量的人員損失。” 　　新標準獲得成功之後，日本繼續加強對建築物防震的研究，並著手加固老的建築。 　　通過計算建築物的強度性能、延性性能、結構調整系數、水平與縱向的不規則程度、時間退化系數等參數，對每棟建築進行評估。建築物的每一方向、每個樓層都分別進行評估計算，然後分成建築物經過大震後“不需維修”、“經過簡單維修可以繼續使用”、“可能破壞，但經過維修後可以繼續使用”、“可能倒塌，必須進行結構加固”、“倒塌可能性非常大，迫切需要進行結構加固”五個等級。需要加固的建築，會通過加裝鋼框架、在框架間增設阻尼器、基礎部位增設隔震層等方法進行加固。這使得日本到處可見老式建築加裝X、K、Y等不同形狀的鋼結構。以村鬆文也的住宅為例，就加裝了鋼結構進行加固。學校建築則受到了更加嚴格的檢測和加固。 　　神戶大地震後，日本的公路、鐵路、橋梁抗震設計規范也都作了大幅度修訂，明確了動力反應分析法和保有耐力法等設計驗算方法，增加了隔震設計等內容。根據橋梁等的使用壽命、重要程度，以及在此期間地震發生的概率，明確了不同的抗震標準。此次大地震中，眾多橋梁、高速公路在海嘯、地震雙重襲擊下巋然不動的照片，令世人震驚。 　　學校亦是抗震的重點。神戶大地震中，日本有4500多所學校遭到破壞。震後的檢測中，對於普通民用建築，要求IS值(構造抗震指標)≥0.6；而學校建築要求提高至IS≥0.7。對IS值不達標的學校建築，小於0.3的通常拆除；0.3-0.7之間的加固至IS≥0.7。 　　由於耗資過於巨大，地震十多年後，學校加固也未完全完成。中國汶川大地震後，日本再次加速學校加固，大幅度加大財政補貼比例，要求4年內全部完成。而對於其他建築，日本抗震理念也在不斷進化，遠遠領跑人類抗震前沿：從耐震、制震到免震、隔震，理論上地震幾乎可以不對人造成任何傷害。“耐震”的極限只能保證地震時房屋建築不壞。“制震”則是在房屋內部設置一些能吸收和消耗地震能量的“制震裝置”，減少地震對房屋主體結構的破壞。“制震”能保證房屋更加安全，減少人身、財產損失，但不能杜絕。 　　“免震”和“隔震”則採用在房屋的雙重基礎之間設置“橡膠鋼板叠合隔震墊”等方法，將地震力與建築物隔開，理論上可能在大地震發生時房屋內家具不倒、人不受傷，極限可達房屋徹底不震。鋼結構、輕質材料、預制裝配構件等各種最先進防震手段被廣泛運用。監管與規定也不斷加強。 　　2005年11月，千葉縣的建築師姐齒秀次因偽造《抗震強度構造計算書》而被捕。姐齒秀次的設計採用縮小支柱和橫梁的尺寸和強度、減少鋼筋使用數量等方式減少了約10%的成本，令20多棟建築僅能承受5級以上地震。這一事件在日本國內引起軒然大波，姐齒秀次獲刑5年。此後的2006年10月，日本國土交通省提交了《建築基準法》、《建築業法》和《建築師法》的修正案。彌補了以往法律的缺陷，再次嚴格了建築設計標準並加大處罰力度。 　　近100年的努力，令日本真正變得更加安全。此次日本大地震之後，《紐約時報》報道稱，“日本嚴格的建築規范挽救了很多人的生命”，認為是全世界做得最好的。如果地震發生在其他人口密集的國家，“或許已經有數萬人在地震中遇難。”

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