重震后的啟示

高層建筑是現(xiàn)代社會之福也是現(xiàn)代社會之殤。

在經(jīng)歷了9.0級地震即大海嘯后，人們驚異地看到日本的多層、中高層甚至高層建筑物居然完整地挺立著，很多房子雖然被洶涌的海浪挪出很遠，但全然沒有散架，日本的大地震讓建筑抗震再度成為焦點。

結(jié)構(gòu)、地基、規(guī)范成三利器

作為一個地震高發(fā)國，此次地震仍被視為“日本歷史上近1200年一遇的大地震”。雖然地震造成了嚴重的損失，但多數(shù)巋然不倒的高層建筑在災難中保護了無數(shù)人的生命。這樣的建筑抗震能力值得中國學習。

日本的高層建筑之所以能在多次強震中巋然不倒，與日本高層建筑的框架結(jié)構(gòu)、特殊防震設(shè)計以及建筑抗震標準密不可分。而且在日本的建筑施工中，對于抗震有三種構(gòu)造概念：耐震、制震和免震。耐震為最普通級別，主要用在低層建筑中。制震則是讓建筑物在地震晃動中，集中在一個地方造成損害，但其他地方不會發(fā)生損毀。其中一種做法是在建筑物中放置各種球體，讓這個部分吸收地震能量，等地震過后，只需把這部分換掉就行，建筑其他地方不會發(fā)生問題。還有比較普遍的做法則是放置油壓器裝置，其作用相當于保險絲，基本上在高層建筑中，每層都會放置一個以上這種裝置。

第三種的免震技術(shù)運用的成本過高，而且也不是每個地塊的地基都適合。所以，現(xiàn)在日本大多數(shù)建筑采用的標準基本都是制震的標準。

據(jù)留學日本多年的方體空間工作室主持建筑師、北京大學建筑學研究中心副教授王昀表示：“日本的高層建筑多以純鋼結(jié)構(gòu)、鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)為主，而鋼結(jié)構(gòu)建筑正是抗震性能最好的，甚至優(yōu)于日本民居所用的木結(jié)構(gòu)，以及我國大多數(shù)建筑采用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)?！?/p>

“鋼結(jié)構(gòu)的特點正是強度高、自重輕、剛性大，能通過形變來承受動力荷載，因此具有很強的抗震能力?！敝ㄖu論家、清華大學建筑系教授周榕表示，鋼結(jié)構(gòu)在日本新建的建筑中已經(jīng)被廣泛使用。

地上55層、高185米，有日本最高公寓樓之稱的埼玉縣川口公寓，就采用了與美國紐約世界貿(mào)易中心相同的建筑結(jié)構(gòu)——填充混凝土鋼柱CFT(Concrete-Filled Steel Tube)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的鋼柱直徑最大達800毫米，厚度達40毫米，管芯中注入了比通?；炷翉姸雀?倍的特種混凝土。該公寓共使用此種鋼柱168根。

同時，日本堪稱世界上最嚴格的建筑規(guī)范也是挽救眾多生命的一大利器。資料顯示，日本自1950年以來多次修改《建筑基準法》，各類建筑的抗震基準已提高到最高水準。

日本《建筑基準法》規(guī)定，日本的高層建筑必須能夠抵御里氏7級以上的強烈地震。一個建筑工程為獲得開工許可，除了設(shè)計、施工圖紙等文件外，還必須提交建筑抗震報告。這一報告主要內(nèi)容是，根據(jù)地震的不同強度，計算不同的建筑結(jié)構(gòu)在地震中的受力大小，進而確定建筑的梁柱位置、承重以及施工中鋼筋、混凝土的規(guī)格和配比。

法律還規(guī)定，只有一級建筑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(guān)計算必須要使用國土交通省認可的專用程序。普通的一個八九層公寓樓，其抗震報告書動輒厚達兩三百頁。而建筑抗震報告還必須經(jīng)過相關(guān)部門或人員的檢查，確認無誤后才能開工。

讓建筑有“彈性”

據(jù)經(jīng)歷此次地震的人描述，強震來臨時，只見眼前的高樓大廈左右搖晃，仿佛在“跳舞”。但強震過后一看，不僅房屋未垮塌，甚至連大的裂縫都沒有。有的人甚至反映，一些高層建筑連玻璃都沒有碎。

日本建筑的抗震能力，從結(jié)構(gòu)入手，附加安裝阻尼器等，讓建筑變得有“彈性”，不再直接與地震“硬來”。

傳統(tǒng)觀念認為，加粗、加固梁柱等是抗地震的辦法，但日本的最新抗震技術(shù)是讓大樓適度搖晃。森大廈（在上海的開發(fā)項目為環(huán)球金融中心）的相關(guān)人員介紹說，其在日本的大型開發(fā)項目六本木新社區(qū)的建筑群就采用了這種被稱為“柔構(gòu)造”的抗震技術(shù)，這種構(gòu)造能夠吸收地震的能量，而不是“硬碰硬”地對抗地震波。

這種彈性建筑，東京有12座，經(jīng)里氏6.6級地震考驗，證明在減輕地震災害方面效果顯著。據(jù)悉，彈性建筑物建在隔離體上，隔離體由分層橡硬鋼板組和阻尼器組成，建筑結(jié)構(gòu)不直接與地面接觸，而阻尼器由螺旋鋼板組成。

高層建筑的震動頻率和設(shè)計強度使其在地震中不易倒塌。王昀說，“日本的每一棟高層建筑在設(shè)計之初都預先設(shè)計了減震設(shè)施，基本這些減震設(shè)施都被設(shè)計在地基，當?shù)卣饋砼R大樓往東搖時，減震設(shè)施就往西移動，以減輕地震帶來的壓力?！?/p>

而這種設(shè)計正是日本在構(gòu)筑高層建筑中普遍采用的“地基地震隔絕”技術(shù)，通過在建筑物底部安裝橡膠彈性墊或摩擦滑動承重座等抗震緩沖裝置來進行減震。當遇到強烈地震時，隔層支座產(chǎn)生彈性水平變位，建筑物就變?nèi)崃?，大大減小了地震引起的上部慣性力，使得建筑物緩慢的左右、前后平行移動，從而使得上部建筑物基本不損壞，家具不翻倒。當?shù)卣鹜Ｖ箷r，支座的彈性恢復力可以使得建筑復位。

不過，上海市建筑科學院總工程師朱春明表示，高層建筑安裝阻尼器代價較高，一般非地震高發(fā)地區(qū)，不太會花如此高的代價安裝，而且也沒有很大必要，因為通過其他手段也能滿足抗震要求。不過，由于日本是地震高發(fā)地區(qū)，因此阻尼系統(tǒng)的應用比國內(nèi)多。

借鑒與瓶頸

比對汶川地震和此次日本大地震后建筑倒坍的畫面，SOHO中國董事長潘石屹不禁感嘆，中國的建筑質(zhì)量和日本的建筑質(zhì)量有很大的差距，尤其農(nóng)村的建筑缺乏基本的結(jié)構(gòu)，沒有水泥的圈梁和必要的柱子，都是用磚頭砌起來的，地震后成了碎塊。

事實上，雖然高層建筑的危險系數(shù)遠遠大于普通建筑，但高層建筑并不意味著抗震性弱。此次日本大地震中屹立不倒的高層建筑就足以證明這一點。

目前，磚混結(jié)構(gòu)是我國主要的建筑結(jié)構(gòu)，高層建筑則普遍采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，但這些都已開始在日本建筑中淡出舞臺。

“這兩種建筑結(jié)構(gòu)，要比鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)的抗震性能弱得多。”周榕說。

究其原因，鋼結(jié)構(gòu)建筑造價昂貴是主要原因?！捌骄蠕摻罨炷两Y(jié)構(gòu)要貴出30%到50%。”中國工程院院士、廣州大學工程抗震研究中心主任周福霖指出。而木結(jié)構(gòu)也由于其防火性能差、堅固性不夠在我國并不流行。

雖然目前我國已經(jīng)開始在一些高層建筑中逐漸使用鋼結(jié)構(gòu)，比如鳥巢、廣州新電視塔等，但仍因成本高企未能占據(jù)建筑行業(yè)主流。

潘石屹認為，我國一些大城市的建筑水平和質(zhì)量已經(jīng)和世界先進水平處在同一層面，但中國建筑質(zhì)量的水平參差不齊，尤其很多沒有受到質(zhì)量監(jiān)管的房子，農(nóng)民自建房，大量的小產(chǎn)權(quán)房，這些房子的建設(shè)都是游離于中國建筑質(zhì)量監(jiān)督體系之外，房子的質(zhì)量一般都很差，也很容易出質(zhì)量問題。

業(yè)內(nèi)人士認為，應該從日本大地震中汲取教訓，重新審視我們的建筑質(zhì)量。從最初的設(shè)計、選材、施工等方面都應該嚴守標準。正如日籍專欄作家、知名媒體人加藤嘉一所言，不重視建筑質(zhì)量的就是全體國民的敵人。日本地處地震帶，每年都要經(jīng)歷頻繁的地震，不重視自己房子質(zhì)量的開發(fā)商無異于在本土市場中自尋死路。