浅析日本建筑物抗震措施对我国防震减灾的启示本科论文Word文档下载推荐.docx
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但我国建筑物整体防震减灾能力与国外发达国家相比还有很大的差距，与邻国日本之间更是存在明显差别。
同级别地震情况下，日本受灾情况相对于中国却轻的多，这不得不引起我们对建筑物防震减灾能力地深思。
日本的建筑物具有完善地防震措施,向日本学习建筑防震减灾方面的先进之处,对我国防灾减灾体制建设有重要的启示，对我国建筑防灾减灾的发展也有着很好的借鉴作用。
关键词:
建筑物抗震措施;
防震减灾;
启示
ABSTRACT
Asasuddenanddestructivenaturaldisasters,theearthquakeiseasytobringhugedamage,andaseriousthreattopeople'
slivesandpropertysafety,butalsohasimportantinfluenceonnationalstabilityandsocialharmony.Chinaiscurrentlyintherapideconomicdevelopmentstage,theneedforastableandharmonioussocialenvironment.ButthereisabiggapbetweentheoverallcapacityofthebuildingandtheabilityofearthquakepreventionanddisastermitigationinChinacomparedwiththedevelopedcountries,andthereisasignificantdifferencebetweenthetwocountries.Inthecaseofthesamelevelofearthquake,Japan'
sdisastersituationismuchlighterthanChina,whichhastocauseustothinkdeeplyabouttheabilityofbuildingearthquakedisasterpreventionanddisastermitigation.Japanesebuildingshastoimprovetheaseismaticmeasures.AdvancedpointtoJapantostudytheconstructionofearthquakepreventionanddisasterreduction,haveimportantimplicationsforChina'
sdisasterpreventionandmitigationsystemconstruction,developmentofbuildingdisasterpreventionandreductioninourcountryalsohasaverygoodreference.
Keywords:
Aseismaticmeasuresofbuildings;
earthquakedisasterreduction;
inspiration
目录
1引言1
2地震的产生及对建筑物的危害2
3日本建筑物的防震减灾措施3
3.1严格完善的建筑法3
3.2提高建筑自身应对灾害的能力——新型建筑基础及结构3
3.2.1滑动体基础3
3.2.2弹簧基础4
3.2.3制震结构设计4
3.2.4地基设水槽4
3.3研发使用新型抗震材料4
3.3.1新型钢材5
3.3.2研发塑料纤维新型材料5
3.3.3SRF工艺——给建筑缠上树脂绷带6
4我国建筑物防震减灾存在的不足之处7
4.1城乡建筑抗震要求差距过大7
4.2房屋建筑自身抗震能力较低7
4.3农村建筑行业混乱并缺乏相应的监督体制8
结论9
参考文献11
致谢12
1引言
伴随着经济的快速、高效发展,我国城镇化建设进程飞速加快。
作为人们安身立命之本的房屋,其应对自然灾害带来的破坏能力的强弱备受关注。
地震作为一种突发性强、破坏性大且难以准确预报地自然灾害,在建筑物防灾减灾体制内占有非常重要的地位。
我们通过一个表格数据来展示下2014年11月22日两国地震灾害造成的损失。
面对自然灾害带来的沉痛的灾难和巨大损失,我们应痛定思痛,向他国学习借鉴抗震经验（如表一）。
表1.1中日两国2014年11月22日地震受灾数据统计表
地区
震级
死亡人数
受伤人数
建筑物受损
经济损失
中国四川康定县
6.3级
5人死亡
76人受伤（危重员3人，重伤员3人）受灾群众达116293人
倒塌房屋87户，严重损坏5140户，一般损坏25278户
12.37亿元人民币
日本长野县
6.7级
无人员死亡
57人受伤（其中2人重伤，55人轻伤）1600余户受到影响
倒塌房屋30余栋，220余栋房屋造受部分破坏
灾害造成的损失较小
2地震的产生及对建筑物的危害
地震是由于地球板块在不断运动和变化，逐渐积累巨大的能量,在地壳某些脆弱地带,造成岩层突然发生破裂,或者引发原有断层的错动，引起地表振动或破坏。
地震是地球上所有自然灾害中给人类社会造成损失最大的一种地质灾害。
地震发生前无法预测，发生时会带来巨大的破坏，能引起火灾、水灾、疫情，造成海啸、滑坡、崩塌等次生灾害，给人类带来了极大的灾难。
地震本身对人造成的伤害很小，其发生时造成的建筑倒塌、火灾等次生灾害造成的损失及伤害更为巨大。
因此，建筑本身的抗灾能力尤为重要。
在强烈的地震下作用下,根据各类建筑物会遭到程度不同的破坏,按其破坏形态及直接原因,可分以下几类：
1.结构丧失整体性而破坏
结构构件的共同工作主要由各构件之间的连接及构件之间的支撑来保证。
在地震作用下，有些建筑物上部结构本身无损坏，但由于地基承载力的下降或地基土液化造成建筑物倾斜、倒塌而破坏。
2.承重结构承载力不足造成破坏
地震时，地震作用附加于建筑物或构筑物上，使其内力及变形增加较多，而且往往改变其受力方式，导致建筑物或构筑物的承载力不足或变形过大而破坏。
3.由于变形过大导致非结构破坏
建筑整体结构在地震波荷载作用下会有变形和内力（如梁、板将产生弯曲、剪切变形，柱的压缩和基础的沉陷等）的产生。
过大的变形及裂缝的出现会造成建筑整体结构的倒塌。
4.地基失效引起的破坏
建筑物地基在地震过程中受地震波影响，造成其地基承载力下降、失效，因而造成建筑物下沉、倾斜、坍塌的破坏。
3日本建筑物的防震减灾措施
3.1严格完善的建筑法
日本的建筑抗震法有着悠久地发展历。
1920年日本颁布了《市街地建筑法》,1923年发生了关东大地震,房屋建筑物倒塌损坏严重,日本研究人员发现地震中95%以上的人员伤亡都是由房屋倒塌造成。
日本政府对此高度重视,通过对房屋地基、结构、设备等研究,于1950年颁布了《建筑基准法》。
此后多年进行逐步的完善,使其具有更高的实用性。
1995年日本发生阪神大地震,地震造成巨大的人员伤亡和财产损失。
震后研究人员发现倒塌建筑使用的材料硬度较低,于是日本政府更加注重强化建筑物防震减灾的措施。
每一次发生特大地震后，日本政府相关部门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。
同时日本建筑师在设计建筑时，也会严格按照《建筑基准法》的抗震要求。
比如，在上世纪七八十年代，日本的建筑法律就有两次重大修改。
首先，这部法律否认了传统的日本式木造住宅建筑方法——木造轴框架法的抗震性能。
这种建筑方法是用石条在屋基上做柱子，然后放上木造框架，房顶则使用瓦片。
经过专家认证，木造轴框架，这种本来就是不稳定的平行四边形框架结构，上沉重的瓦块屋顶对地震的摇晃毫无抵抗能力，一旦塌落很可能造成人员损伤。
在1974年，日本从欧美引进了木造框架组合墙壁构造法建筑技术。
1982年重新修订的《建筑基准法》给予了这种施工方法支持。
之后的地震证明，当时这个支持法案是对的。
因为，根据新方法建造的住房没有一间倒塌。
1995年经过修订的《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。
一个建筑工程，想要从政府部门获得开工许可，除了要上交设计图纸、施工图纸等文件外，还必须提交建筑抗震报告书。
抗震报告书的内容包括，根据地震的不同强度，计算在不同的地震等级中的受力大小，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。
日本严谨完善的建筑法就是在遭受一次次地震后总结出来的，这是人类应对地震灾害的宝贵经验，日本的建筑标准法也在用实际行动证明其存在的必要性。
3.2提高建筑自身应对灾害的能力——新型建筑基础及结构
3.2.1滑动体基础
滑动体基础是在建筑物与基础间增加一个球型轴承或滑动体,形成一个滚动式支撑结构，吸收地震造成的振动,从而减少地震时产生的震动。
滑动体基础提高了建筑的抗震性能,在独户建筑及古建筑维护方面得到很好的应用。
独户、古旧建筑独户建筑与高层楼房相比整体重量轻，古旧建筑的抗震问题也得到了有关方面的重视。
东京都台东区的国立西洋美术馆和东京都丰岛区区政厅也运用这种方法实补修了抗震处理结构。
3.2.2弹簧基础
日本建筑部门的研究人员为了使建筑物具有更好地防震抗震性能,而发明了弹簧基础。
即在建筑物主体与地基建增加特制弹簧,使建筑物处于悬浮状态。
由于弹簧能吸收地震振动与其他振动,且具有很大的缓冲作用,所以无论建筑如何晃动,其本身都不会有太大的损伤。
实验证明，6－7级的地震经过弹簧抵消后，其震动都会降低到原来的1/10。
3.2.3制震结构设计
日本的制震结构是在建筑物内部重要部位安装附加子结构阻尼器,建筑结构在地震发生变形和振动时，通过消能装置产生摩擦非线性滞回变形耗能来耗散或吸收地震能量以减小主体结构的水平和竖向地震反应，使建筑结构的振动迅速衰减，从而避免结构产生破坏或倒塌，以达到减震抗震的目的。
这种技术很大程度上减少建筑在地震中的变形和破坏,同时也减少了震后修复工作与费用，这种方法主要用于高层或超高层建筑。
目前，在日本，新建的60米以上的高层建筑中，90%都采用了各种的制震构件，来实现建筑的抗震性能；
在新建的普通的两三层民居中，也有40%-50%采用了制震构件；
此外，还有一些已有建筑进行加装了制震构件。
地震高发区日本根据制震结构在抗震方面的优越性，设计了一种“弹性建筑”，也有较好的抗震性能。
日本东京建了12座弹性建筑。
经东京发生的里氏6.6级地震考验，证明在减轻地震灾害方面效果显着。
这种弹性建筑物建在隔离体上，隔离体由分层橡胶、硬钢板组和阻尼器组成，建筑结构不直接与地面接触。
阻尼器由螺旋钢板组成，以减缓上下的颠簸。
3.2.4地基设水槽
日本开发出一种“局部浮力”的抗震系统，即在传统抗震构造基础上借助于水的浮力支撑整个建筑物。
据日本媒体报道，这种技术是在建筑物上层结构与地基之间设置贮水槽，使建筑物受到水的浮力支撑。
水的浮力承担建筑物大约一半重量，既减轻了地基的承重负荷，又可以把隔震橡胶小型化，降低支撑构造部分的刚性，从而提高与地基间的绝缘性。
地震发生时，由于浮力作用延长了固有振荡周期，即晃动一次所需时间，建筑物晃动的加速度得以降低。
因此，在城市海湾沿岸等地层柔软地带也可以获得较好抗震效果。
这种技术不仅具有较好的抗震效果，同时贮水槽内贮存的水在发生火灾时还可以用来灭火，或者作为地震发生后的临时生活用水。
更重要的是这一系统成本并不算高，以八层楼医院为例，成本比普通抗震系统高出大约2％。
3.3研发使用新型抗震材料
3.3.1新型钢材
钢材具有强度高、重量轻，同时由于钢材料的匀质性和强韧性，可有较大变形，能很好地承受动力荷载，具有很好的抗震能力的特点。
钢结构是以钢材为主要结构材料。
由钢材组成的钢结构房屋其刚度大于混凝土结构房屋。
日本建筑人员根据钢材及钢结构具有的特性，将轻质钢材和无缝钢管与建筑很好的结合在一起,建造出抗震性能更好的房屋。
轻质钢材在现代建筑业中已经广泛应用于非居住建筑上，其中最突出地就是轻钢结构。
由轻质钢材为作为主要材料建成地轻钢结构建筑重量轻、强度高、整体刚性好、变形能力强。
轻钢结构是一种年轻而极具生命力的钢结构体系，已广泛应用于一般工农业、商业、服务性建筑，如办公楼、别墅、仓库、体育场馆、娱乐、旅游建筑，并正在向低、多层居住建筑领域拓展。
轻钢结构还可用于旧房增层、改造、加固和建材缺乏地区、运输不便地区、工期紧、活动式可拆迁建筑等，倍受业主青睐。
使用轻钢结构制造的房屋与传统房屋相比有其独特的特点，主要有：
这种结构建筑自重轻（只有约钢筋混凝土结构的六分之一），对地基要求不高；
空间布置上更具灵活、造型更多样，空间利用率大；
工业化水平高、施工工期短，建房所耗时间仅为传统建筑方法的40%；
轻钢结构性能优异，具有良好的抗震性、抗风性及耐久性。
这种结构体系有着更强的抗震及抵抗水平荷载的能力，适用于抗震烈度为8度以上的地区，使生命财产能得到有效的保护；
使用这种建筑体系，住宅建设模式将从传统的手工湿作业变为现代化的机械生产、拼装，不但可以工地现场施工，还可以工厂化制作，质量得到更好的控制和保证，住宅的建设周期将被大大缩短。
且安装工具要求简单，仅需小电动工具，不需要重型机械，工艺简单操作容易，一般工人稍需培训便可操作；
所有材料可远距离运输，建设速度快-安装方便；
轻钢结构适合各种气候和地貌环境，不受季节和地域的限制，隔热保暖性强，性能舒适。
将无缝钢管放到高层建筑中,施工时再注入高强度混凝土,极大的提高建筑物的抗震性能。
日本最高的公寓楼之称的埼玉县川口公寓，就采用了与美国纽约世界贸易中心相同的建筑材料——168根cft钢管。
这种钢管的直径最大达800毫米，厚度达40毫米，管芯中还注入了比通常混凝土强度高3倍的特种混凝土。
另外，该公寓还使用了刚性结构抗震体。
如遇阪神大地震级别的地震发生时，柔性结构的建筑一般要摇动1米左右，而刚性结构建筑只摇动30厘米。
3.3.2研发塑料纤维新型材料
普通混凝土是由沙子、水泥、石子、水等建筑材料按照一定比例拌合而成,最近日本防灾科技研究所和东京大学合作,用塑料纤维代替石子制成新型高抗震混凝土。
这种混凝土使用以聚丙烯为原料的常用塑料,将其制作成长1.2厘米,宽0.03毫米的纤维。
按照一定比例加入混凝土,制成与实物同比例的建筑,进行3次晃动强度与阪神大地震相同等级的实验,又进行高于阪神地震1.5倍等级的晃荡实验,建筑仅出现十多道细小裂纹。
使用这种材料建成的建筑,大大提高了抗震强度,降低了地震带来的经济损失。
3.3.3SRF工艺——给建筑缠上树脂绷带
建筑物的抗震加固的方法很多，各有利弊，加固方法的选择应根据抗震鉴定的结果，结合建筑结构特点，综合考虑各国国情，建筑加固效果、建筑施工简便性及经济性等因素决定。
日本开发了一种经济实用的建筑抗震加固措施，它是利用树脂纤维编制而成一种条带状的"
安全绷带"
建筑施工或震后修复时在绷带上面涂抹粘合剂,包裹固定在建筑物的支柱上。
当地震发生时,支柱内部即便发生损坏破裂也不会倒塌,可以为地震中的人们提供充足的生存空间。
这是种造价低廉,施工工艺简单,且非常实用的抗震加固材料。
以一座每层有12间房屋的4层楼为例，通常加固工程需要花费5000万到1亿日元，采用这一技术后，仅需500万日元左右，如果是木质建筑，仅需数十万日元。
工程施工也相当简单，构造品质保证，研究所此前已经完成了250个此类项目，包括新干线高架桥、医院以及约40栋学校建筑物等。
4我国建筑物防震减灾存在的不足之处
我国长期以来实行的是城乡二元化体制，城市与农村在管理、投入等机制上都有较大差别，不可避免地造成了抗震设防管理重城市轻农村的现象。
在建筑抗震方面也就出现畸形发展，即高风险的城市，不设防的农村。
4.1城乡建筑抗震要求差距过大
我国国土面积约960万平方公里,幅员辽阔,地质环境复杂,处于环太平洋地震带与亚欧地震带的交汇部位,受太平洋板块、印度洋板块的挤压,地震断层十分发育。
我国的防震减灾体制中明确指出,防震减灾工作应重点放在城市建设中。
这就导致我国农村在建筑建造过程中缺少防震意识。
2015年我国人口调查报告中,城镇常住人口74916万人,乡村常住人口61866万人,城镇人口占总人口比重为54.77%[1]。
也就是说我国注重城市防灾时,有近一半的农村人口还在受到灾害的潜在威胁。
在我国的大中城市，房屋建筑基本上都纳入了建设监督管理程序，房屋建筑一般都是正规设计、正规施工、正常使用，工程质量和抗震性能一般是有保证的。
但在中国广大农村地区及偏远山区的居住建筑多为砖瓦房和土胚房，其抗震减灾能力极低，且农村人群的防灾减灾意识薄弱，再建房屋也无法顾及抗灾方面。
自2008年四川汶川特大地震以来，社会各界对建筑（包括村镇民居）抗震越来越重视，但在广大农村地区，特别是我国西南、西北以及西部的偏僻山区，当地的经济水平、建筑工匠的技术水平落后以及抗震防灾的主观意识淡薄仍旧是阻碍农村房屋建筑抗震能力改善的主要因素。
4.2房屋建筑自身抗震能力较低
随着我国城市化进程的快速推进,建筑业近些年迅猛发展。
房屋建筑作为人们活动生活的主要场所,当灾害发生时房屋建筑又成为对人们的生命和财产安全最大的威胁。
因此房屋建筑本身防震抗灾能力的大小至关重要。
我国现有一大批五、六十年代建造的老房屋因超过了设计基准期而有待加固，全国又有大约三分之一的住宅安全储备不足，且城市的住宅结构逐渐进入老龄化阶段，需要加固维修。
同时，从节约成本考虑，利用很多老结构、老建筑的情况越来越多，需要进行加固处理的项目逐渐增加。
近年来社会上大量曝光的因工程质量低劣所造成的危房，它们也亟待加固处理。
如杭州，上世纪80年代和90年代初建设的住宅楼有2000多幢，这些住宅抗震、结构都不符合现行标准，一些已成危房，必须予以加固改造。
宁波已出现楼塌案例。
这些情况，国内城市普遍存在。
建筑加固改造行业巨大的发展空间对在这个行业注入新的技术、知识和力量提出了更高的要求。
我国抗震房屋标准更新滞后，2008年汶川地震造成大量人员伤亡,而大部分都是由房屋倒塌造成[2]。
据国家统计局统计,在财产损失中房屋建筑损失达47.8%。
因此,我国房屋建筑的防震减灾工作依然是未来防灾减灾工作的重点。
而房屋抗震或抗倒塌能力首先决定于设防水准。
中国也是地震频发国家，但设防水准却比日本低得多。
在中国，与日本抗震标准大体相当的只有北京、唐山、西安等少数几个地方，绝大多数国土面积，甚至在一些大都市的房屋抗震水平还停留在日本1923年以前的标准。
2008年以后，中国建筑的维护、加固和改造需求量年增长近50%。
我国每年有一大批因生产规模及工艺等更新而需要技术改造和加层的建筑物，它们因结构超载而需要补强；
同时，随着抗震要求、设防标准的提高和改变，许多地区现有房屋不能满足新设防的抗震要求，从而需要抗震加固。
4.3农村建筑行业混乱并缺乏相应的监督体制
我国农村建筑行业具有很大的随意性。
由于我国农村房屋，量大面广，很难在短时间内使农村房屋安全问题得到根本性的改变。
在目前农村建设中，农村建房多是包工制,施工人员技术素质低,房屋结构设计不合理,无正规设计图纸,施工随意性大,承包人员在施工过程中将建筑材料以次充好或偷工减料使得工程质量得不到保障。
而农民质量意识差,法制观念淡薄,不能做到及时的维权。
同时国家相关部门对于农村建房没有相应的质量监管制度,加之管理部门人力不足，办理证件只允许收取工本费，为边远农村群众办理证件连成本费都无法保证，管理部门无利可图，积极性不高等原因，许多农民建设后有效产权证件不齐。
而对于一些中小城镇和广大农村地区，由于早期的人力、物力、财力甚至技术能力的限制，要么房屋建筑的抗震防灾投入不足，要么房屋建设活动游离于建设监督管理程序之外。
结论
防震减灾工作是一项复杂的系统工作，也是关乎国计民生的大事。
近年我国因自然灾害造成的经济损失平均每年高达2000多亿,作为世界上最大的发展中国家,我国在发展建设的同时应更注重防震减灾工作。
我国应积极推动防震免震建筑的建设和技术的推广,并积极开发利用新型防灾建筑材料。
提高建筑整体防灾抗灾的能力,减少灾害对国家、人民的伤害及经济财产造成的损失。
现阶段，有许多国家的抗震鉴定加固理念和技术比我国先进，对这些先进的理和技术，我们应该针对我们国家自己的实际情况，有所选择的引进、吸收，应用到我国抗震鉴定加固领域。
抗震加固应该从工艺角度进行研究，开发出简单易行、对周围环境无不利影响的工艺，并付诸实施、广泛推广。
积极学习、引进先进的理念和技术。
我国应建立健全防震减灾预警机制，设置灾害紧急避难所，并给灾区人民提供及时救助。
在每次地震灾害发生后应痛定思痛，及时反思自身存在的不足之处。
根据受损建筑在灾害中反应出地问题，组织专业人员用科学有效的方法进行解决，尽最大可能减少地震对我国人民带来的人身伤害和财产损失。
因此我国未来防震减灾发展应注重以下几点：
1.加强法制建设,促进依法减灾。
我国是自然灾害多发的国家,在防震减灾工作方面更应做到有法可依、有法必行。
我国真正意义上第一部防震减灾的有关法律《中华人民共和国防震减灾法》从1998年3月开始实行,2008年汶川地震后进行了第一次修订实施。
我国的防震减灾立法存在职权规定不明确，程序简单粗略责任规定不到位等问题。
因此,我国的防震减灾法律还需逐步完善,健全立法，完善法律制度；
明确政府部门的职能分工,增强创新管理，履行法定职责，做到有法可依;
细化防震减灾法的行政流程,增强其可操作性;
促进严格执法，加大执法力度；
强化监督，促进法律实施，严格规定行政职责,使责权结合。
2.开发建设防灾建筑,提高建筑抵御风险的能力。
防灾减灾工程建设和灾民生活保障是政府的主要责任。
政府有关部门要开发适于各地特点的建筑防灾减灾的新技术，提高建筑防灾减灾性能。
注重结构设计概念,建筑要选择合适的结构体系和结构类型;
注重抗震建筑材料的研发与使用;
重视施工的质量控制,良好的结构设计和高品质的建筑材料,如果缺失了施工质量保障,房屋建筑也抵御不了地震灾害。
同时应注重对已建建筑的抗震鉴定，引进、开发新型加固技术，增强老旧建筑抵御灾害风险的能力。
3.规范农村建筑行业,完善监管体系。
重视村镇建筑抗震设计根据不同地区房屋结构特点及其抗震薄弱环节，采取工程措施，系统地提高民房的抗震设防能力。
培训专业施工人员，规范村镇建筑施工村镇房屋
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