日本房屋建筑防震措施

【摘 要】日本是一个地震频发国,6级以上地震每年至少发生1次,据不完全统计,世界范围内里氏6级以上地震,约有20%发生在日本.然而,地震并没有给日本带来巨大人员伤亡等损失,本文将通过对日本房屋建筑防震措施的分析和探讨,来了解形成这样结果的原因.

【关 键 词】房屋建筑；防震措施

1.以法律作为保障

早在1923年关东大地震之后,日本就制定法律,要求建造房屋时必须计算防震程度,1995年颁布了建筑防震标准《建筑基准法》.规定,高层建筑必须能够抵御里氏7级以上的强烈地震.建筑工程为获得开工许可,除了设计、施工图纸等文件外,还必须提交建筑抗震报告书.抗震报告书的主要内容包括,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,进而确定建筑的梁柱位置、承重以及施工中钢筋、混凝土的规格和配比.

2.从建筑结构着手

2.1采用“地基地震隔绝”技术

日本在构筑高层建筑物的基础中普遍采用“地基地震隔绝”技术,在建筑物底部安装橡胶弹性垫或摩擦滑动承重座等抗震缓冲装置.为了提高传统木结构房屋的抗震能力,日本最普通的民宅也是箱体设计,地震灾害发生时房屋可以整体翻滚而不损毁.

2.2采用合理的建筑结构型式.

（1）建筑结构的型式繁多,根据材料来分有砌体结构、钢筋混凝土结构、钢结构和钢——混凝土混合结构等.其中砌体结构强度较低、抗拉抗剪性能较差,难以抵抗水平作用产生的弯矩和剪力,在日本已基本淘汰；钢筋混凝土结构强度、抗震性能一般,日本只在低矮建筑中应用；钢结构强度较高、自重较轻,具有良好的延性和抗震性能,并能适应建筑上大跨度、大空间的要求,此种结构日本较多用于宽敞的公共建筑；钢——混凝土混合结构一般是钢框架与钢筋混凝土简体的结合,在结构体系的层次上将两者的优点结合起来.

（2）高层建筑常见的结构体系有框架结构体系、剪力墙结构体系、框架——剪力墙结构体系和简体结构体系等.随着层数和高度的增加,水平作用对高层建筑结构安全的控制作用更加显著,包括地震作用和风荷载.高层建筑的承载能力、抗侧刚度、抗震性能、材料用量和造价高低,与其所采用的结构体系密切相关.不同的结构体系,适用于不同的层数、高度和功能.

3.使用抗震建筑材料

与传统建材不同,新型材料的质量大都比较轻,强度也较高,所以有利于抗震以及减轻地震灾害的损失,例如VPR乙烯基聚酯树脂、加气混凝土等.

3.1应用VPR乙烯基聚酯树脂玻璃钢做混凝土加强筋.

（1）VPR乙烯基聚酯树脂玻璃钢在混凝土中做加强筋,使混凝土整体性好,抗震效果好.由于VPR玻璃钢轻质高强,可以减少建筑物的重量,减少地震造成的危害,节省建筑材料及基础建筑结构.

（2）常规钢筋混凝土中,各种腐蚀性气体、腐蚀剂、防冻剂和盐等与钢筋接触后生锈膨胀,导致混凝土开裂,减少了钢筋混凝土的使用寿命,在化工污染严重地区、海岸建筑、海洋结构件、水边码头的建筑物受到的腐蚀尤为严重.而玻璃钢筋混凝土则大大提高了混凝土结构的综合性能和使用寿命.

3.2使用加气混凝土.

加气混凝土是以硅、钙材料为基础,引入发气剂,经高压处理后的新型建筑材料.它具有容重轻、强度高、保温性能好、隔热等特点,加气混凝土用作围护结构时,对于提高抗震性能,增加建筑物使用面积,减轻建筑物重量,降低工程造价,加快工程进度,都有广泛的应用前景.

3.3开发使用碳纤维及其制品.

（1）碳纤维及其复合材料属于高新技术产品,具有高比强度、高比模量、耐高温,耐腐蚀、耐疲劳和热膨胀系数小等一系列优异性能,它既可作为结构材料承载负荷,又可作为功能材料发挥作用.房屋建筑中,水泥的用量最大,但水泥有脆性大、抗拉强度低等缺点.为了改善这些弊端,人们利用碳纤维的力学特性,用混凝土或水泥做基体制成碳纤维增强复合材料.由于碳纤维的优异特性和对人畜无害等特点,在房屋建筑应用中日益受到人们的青睐.

（2）碳纤维增强混凝土,指的是短纤维或长纤维增强的混凝土材料,主要用作高层建筑的外墙墙板.碳纤维增强混凝土具有普通增强型混凝土所不具备的优良机械性能、防水渗透性能、耐自然温差性能,在强碱环境下具有稳定的化学性能、持久的机械强度和尺寸的稳定性.用碳纤维取代钢筋,可消除钢筋混凝土的盐水降解和劣化作用,使建筑构件重量减轻,安装施工方便,缩短建筑工期.碳纤维还具有震动阻尼特性,可吸收震动波,使防地震能力和抗弯强度提高十几倍.短切碳纤维增强水泥所用碳纤维的长度为3.6mm,细度或宽度范围在7～20m,抗拉强度范围在0.5～0.8GPa.

（3）碳纤维树脂基复合材料棒材则是近几年开发的可取代混凝土钢筋的新型高性能建材产品.其应用大大减少了因钢材的腐蚀而导致建筑物灾难性破坏.此产品具有不腐蚀、不导电等特点,重量是钢材的1/4,热膨胀系数与钢材相比更接近混凝土,而其和水泥的粘结强度则比圆钢和水泥的粘结强度高约50%～60%.

3.4使用安全玻璃.

玻璃是建筑物防护最薄弱的地方,当玻璃遭受外力冲击时,其飞溅的碎片极易对人造成二次伤害.因此,各国相继制定了建筑安全玻璃的使用规范,以减少因玻璃造成的安全事故,日本政府于1986年起正式制定法规推广安全玻璃.

4.结语

日本的房屋建筑防震技术走在前列,为减少人民生命财产的损失作出了贡献,有很多先进的经验值得我们借鉴.