级大地震中建筑“安然无恙”!日本宫城县到底如何做到的建筑基准法榫卯

3月20日,日本晚间6点9分(北京时间5点9分),日本东北部近海处发生地震,日本NHK新闻进行报道。中国地震台网也正式测定:3月20日17时09分在日本本州东岸近海(北纬38·43度,东经141·84度)发生7.0级地震,震源深度60千米。

日本气象厅就此次地震发出海啸预警,预测宫城县可能遭遇1米高海啸。该厅提醒当地居民远离海岸及河流入海口。据日媒报道,福岛第一核电站、第二核电站及女川核电站暂未发现异常。

(图源:NHK新闻网站)

日本宫城县政府就此次地震灾害于21日上午召开特别警戒本部会议,会议上宣布地震并未造成重大损害,当地生活设施、农业、渔业及住宅损失较小,并无大面积建筑坍塌现象,公立学校22日就正常上课了。

同样是地震,很多国家和地区都损失惨重,但是反观日本,基本做到了“安然无恙”,各行各业基本没受到影响,建筑也基本完好无损,到底是因为什么?日本建筑的抗震防震究竟是怎么做到的?小万万带大家了解一下~日本建筑的建造方法~

木造

木造是日本建筑构造中性能相对较低的一种,通常建造年代都比较久远,无论是耐震性、耐火性还是隔音性能都比较弱。优点是通气性良好,使其不易堆积,冬天也不易发霉,房价也相对较低。

铁骨造

铁骨造又分为重量铁骨造和轻量铁骨造,区别就在于钢材厚度的不同。相比于木造,S造使用钢筋作为骨架支撑结构,耐震性能有所提高。

RC造

RC造通常用于面向家庭的住宅公寓。钢筋混凝土的结构在抗震性能、耐火性能、隔音性能上都表现出色。

SRC造

SRC造使用钢筋作为骨架结构,使用混凝土作为建造材料,是所有建筑构造中性能最高的结构,通常用于高层公寓和写字楼。

接下来,详细看看日本在建筑的防震抗震上的具体措施。

1. 日本国家法律法规对建筑规范的要求和约束

在日本这个地震多发国家,建筑物的抗震标准由《建筑基准法》和《建筑基准法施行令》严格规定,新建建筑必须达到在百年一遇的地震中不倒塌、在数十年一遇的地震中不受损的抗震程度,只有设计符合该法的建筑才被允许建造。

1981年6月,日本《建筑基准法》大幅修改,提高了建筑物抗震强度的最低标准。这一年也就成为了“旧耐震标准”和“新耐震标准”的分割线。

并且,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,根据调查结果提出对《建筑基准法》的修改意见。

2. 日本建筑材料的特殊性

根据以上提及的《建筑基准法》和《建筑基准法施行令》,日本的建筑材料都要经过官方认证,不合格的建材很难在市场上流通。

在日本,几乎没有砖房子,取而代之的是辅以轻型墙面材料的钢筋混凝土(RC)结构,钢筋混凝土结构的建筑既安全抗震,又节省能源。日本房屋建筑中普遍使用的新型材料的共同特征是质量轻、强度高,即使倒塌坠落,也不会对人体造成严重伤害。

(图为东京都厅,新宿周围的标志性建筑RC造和SRC造的混合体)

3. 日本建筑的防震构造

日本建筑的防震构造主要有三种:耐震、制震和免震。

耐震:特点为耐晃动。大部分住宅采用的抗震施工方法,通过建筑物的柱子、梁等主要结构的强度和刚度来承受,以「建筑物不会倒塌,居民可以避难」为前提,建筑物的强度可以耐受相应震度。

制震:特点为吸收晃动。建筑物内部有减震器等「减震部件」,可以通过伸缩吸收地震的晃动,种类很多,对于高层建筑在地震中摇晃幅度较大的上楼层非常有效。

免震:特点为不传导晃动。在建筑物和地基之间设置与地基分离的免震装置,使得地震的晃动无法直接传达至建筑物本体。

日本位于环太平洋火山地震带的西缘,犹如坐在一把摇晃不停的椅子上,但就算地震袭来,也很少会出现大面积房屋倒塌的情况,这和日本的建筑工艺绝对是密不可分的,日本先进的建筑技术和精细的工艺的确值得学习。

在经历了9.0级地震以及大海啸后,人们惊异地看到日本的多层、中高层甚至高层建筑物居然完整地挺立着,很多房子虽然被汹涌的海浪冲走,但完全没有垮塌,我们再一起看看其中隐藏的抗震小秘密。

在日本,学生们从小就要接受地震来袭后逃离技巧的学习,同时,为了抵抗地震的破坏力,他们修建的房子也要充分考虑到地震的影响。

所以我们经常能够看到,当日本发生地震后,倒塌的房屋也是保留着主体框架的。

目前日本的建筑,在抗震方面基本上分为3类。一是耐震结构、二是制震结构、三是免震结构。

耐震构造,其最主要的原理就是提高柱子和墙壁的强度和韧度,使建筑物总体经得住震动,目前日本建筑大多为耐震结构。免震结构和制震结构是新兴的技术。

免震结构”的原理很简单,一句话说就是“你震我不震”。最普遍的做法是在地面和建筑物之间加入橡胶弹性垫或摩擦滑动承重座等,把震动的地面隔开,降低振动强度,确保建筑其他地方不会发生问题。

而“制震结构”一般是在建筑物的壁面或承重柱上附着振动减轻装置,控制建筑物的摇晃。实际上,很多世界知名高层建筑都应用了这种方法来抵御地面振动或者强风。

采取抗震措施的房屋,其造房材料也有讲究。

像是在欧洲、中国经常被当作主要建筑材料的砖瓦,现在在日本建筑上几乎已经找不到踪影。因为,1923年的关东大地震证实了砖混构房屋抗震性太差。

从那以后开始,砖混结构建筑在日本几乎绝迹,取而代之的是辅以轻型墙面材料的钢筋混凝土结构。这种结构的建筑既安全抗震,又节省能源。

日本建筑多数采取刚性结构,这样摇动大大降低。

为了提高传统木结构建筑的抗震能力,日本普通的民宅采用了箱体设计——地震发生时,房屋整体翻滚,不至于损毁。专业技术人员还会定期对民房进行抗震加固等级评定,政府会酌情给予居民适当的补贴鼓励。

日本建筑师普遍还使用橡胶,来提高建筑物的抗震性能。例如,在日本东京有一座免震结构公寓,其外围使用了新研制的高强度16积层橡胶,建筑物的中央部分使用了天然橡胶系统的积层橡胶。

日本的木造结构房屋全部采用榫卯工法,且不同的衔接部位有着不同的榫卯结构。

近些年日本房屋建筑中使用到的新型材料的共同特征是质量轻、强度高,即便倒塌坠落,也不会对人体造成严重伤害,而且安装方便,盖房子跟搭积木一样轻松。

▼日本房屋常见的结构示意图

▼世界上最大的抗震试验:日本大型E抗震台的足尺地震模拟测试

▼房屋的外观

▼房屋的大门

▼树是机械化砍伐

▼房屋构件机械化生产

▼一套普通民宅的基础

▼基础预埋的钢筋,是不是比你用的锈锈的好看

▼根本不用钉子,而是榫卯连接

▼构件孔都是预留好的,直接套在木柱上,建造速度也很快

▼看看这工地现场漂亮不

▼房屋构件,孔都是预留的

▼梁与梁的连接,也是榫卯结构

▼连接严丝合缝,超过德国人

▼房子盖好根本不用精装修

▼木地板,一丝缝都没有

▼装修?根本不用,买了家具就好了

▼装修,就按个灯就好了

▼简约的楼梯,与房屋融为一体

▼卧室,就买张床就好了

▼书房,一定会提高工作效率

▼儿童房,不怕空气污染了

▼二楼会客厅,简单,实用

▼卫生间

▼几棵花木,增加了生活气氛

▼夜景

因为疫情的冲击,经济动荡,很多投资者开始在全球范围内寻求财富避风港,日本作为亚洲富人避风港备受青睐。日元资产被许多人视为疫情之下的一大“避风港”。而日本长期以稳定的经济、国际接轨的金融体系,以及开放的投资环境,吸引了大量外国投资者前来投资。日本的房产,是很多国际投资者非常青睐的投资方向,尤其是中国投资者。

很多国际投资者选择日本房产,除了看上不断上涨的房价,能让自己的资产保值增值、抵抗通货膨胀以外,还有就是因为日本房产的租金收益率高。

日本房地产公司Mori Nishimura曾评价日本:“在亚洲,很少有其它地方能像日本一样,允许外国人自由购买和保有土地。”从投资成本和收益率方面来看,日本房产,尤其是东京和大阪的房地产,确实起到了资产保值增值、减少风险的“避风港”作用。

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