日本阪神地震建筑損壞特點(diǎn)與震后抗震對(duì)策＊

傅克誠(chéng)春 燕

1）上海大學(xué)，上海 200444

2）上海社會(huì)科學(xué)院城市與區(qū)域研究中心，上海 200020

日本阪神地震建筑損壞特點(diǎn)與震后抗震對(duì)策＊

傅克誠(chéng)1）春 燕2）

1）上海大學(xué)，上海 200444

2）上海社會(huì)科學(xué)院城市與區(qū)域研究中心，上海 200020

引言

日本是多地震國(guó)家，長(zhǎng)期的防震、抗震以及震后救災(zāi)等為日本在防震抗震方面積累了大量的寶貴經(jīng)驗(yàn)。他們具有一套良好的防震抗災(zāi)體系，大大減少了震災(zāi)帶來的損失。這一體系由政府、學(xué)會(huì)、建筑單位及居民共同參與形成，是從政策制度到施工、監(jiān)察的完整體系。這一體系是以能積極發(fā)現(xiàn)問題，有效解決問題為主的防御型抗地震體系。本文以1996年1月15日《日經(jīng)建筑》雜志發(fā)表的“阪神大震災(zāi)一周年”特集資料為例，介紹了日本“阪神大震災(zāi)”中建筑物震時(shí)受災(zāi)的主要原因，不同建筑結(jié)構(gòu)在地震中受損的不同情況，以及政府、學(xué)會(huì)、建筑單位采取的相應(yīng)對(duì)策；介紹了日本震后抗震對(duì)策的主要參與機(jī)構(gòu)和各自的職能。供國(guó)內(nèi)抗震及震后建筑物抗災(zāi)研究參考。

1 日本阪神地震

1995年1月17日5時(shí)46分日本兵庫(kù)縣南部（34°36.4′N，135°06′E）發(fā)生了7.3級(jí)特大地震，震源深度為14.3km。這次地震后來被稱為“阪神大震災(zāi)”。地震造成6 308多人死亡，43 171人受傷。建筑毀壞嚴(yán)重：住宅全毀100 302棟，半毀壞108 741棟，部分破壞227 373棟。非住宅破壞：市政廳等辦公建筑750棟，其他建筑3 952棟。“阪神大震災(zāi)”給兵庫(kù)縣造成財(cái)產(chǎn)損失總額近10萬億日元。

1996年1月，《日經(jīng)建筑》發(fā)表了“阪神大震災(zāi)一周年”特集。特集公開了“阪神大震災(zāi)”調(diào)查報(bào)告，歸納和總結(jié)了“阪神大震災(zāi)”中所造成的建筑損壞的原因及損壞特點(diǎn)，內(nèi)容涉及建筑木結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)以及建筑內(nèi)部設(shè)施，如電梯水槽等在震中受損情況。這些資料對(duì)地震災(zāi)后建設(shè)及今后的抗震對(duì)策有一定借鑒意義。

2 日本阪神地震建筑損壞的原因與特點(diǎn)

2.1 地震建筑損壞的主要原因

根據(jù)阪神大地震建筑物受害情況調(diào)查，倒塌建筑的多數(shù)是日本新抗震結(jié)構(gòu)規(guī)范制定之前建造的建筑，抗震標(biāo)準(zhǔn)低是導(dǎo)致該類建筑受害的主要原因。新抗震規(guī)范頒布之后的建筑受破壞的原因主要是設(shè)計(jì)不適當(dāng)或施工原因造成。設(shè)計(jì)不當(dāng)表現(xiàn)在建筑采用一層架空式建筑結(jié)構(gòu)。此外，地基液化造成樁基礎(chǔ)傾斜也是導(dǎo)致建筑物倒塌的主要原因之一。

2.2 建筑受地震損壞特點(diǎn)

2.2.1 木結(jié)構(gòu)建筑

阪神大地震中震災(zāi)死亡6 000多人，其中5 000多人是受害于木造建筑以及火災(zāi)。日本住宅慣用木結(jié)構(gòu)，倒塌原因調(diào)查認(rèn)為，造成木結(jié)構(gòu)建筑倒塌的原因大體有以下幾方面：① 墻體規(guī)格不符合標(biāo)準(zhǔn)，墻體數(shù)量配置不足；② 建筑體構(gòu)架的結(jié)合部分沒有充分結(jié)合；③ 建筑的地基基礎(chǔ)所致，如在填海地區(qū)地震使填海地基出現(xiàn)液化現(xiàn)象，致使建筑物倒塌；④ 部分木建筑底層的防腐防蟻不善導(dǎo)致災(zāi)害。

2.2.2 鋼筋混凝土、鋼骨鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)建筑

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑的損壞約30%是一層建筑的損壞，其次是柱的損壞。而柱破壞的重要特征為剪斷性破壞，調(diào)查指出解決柱的防剪斷性破壞設(shè)計(jì)十分重要；鋼骨鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是被認(rèn)為具有高抗震的結(jié)構(gòu)。在此次地震中鋼骨鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受到多種形式破壞。其特征有：① 在鋼骨鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土混合結(jié)構(gòu)中，由于構(gòu)造在切換部的水平耐力發(fā)生巨變而產(chǎn)生破壞。② 鋼骨鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的柱鐵骨基礎(chǔ)受到破壞。③ 由于鐵骨的連接設(shè)計(jì)問題產(chǎn)生的破壞。④ 耐震壁的壁筋的柱與梁連接不牢固所產(chǎn)生的破壞；關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)的受破壞情況主要表現(xiàn)在“露出型”為主的柱基礎(chǔ)破壞和梁柱接合部的焊接處的斷裂破壞等。可能的原因是沒能根據(jù)不同材料的鋼材和混凝土的結(jié)合情況對(duì)鋼柱作基礎(chǔ)深埋處理。

2.3 非建筑結(jié)構(gòu)部分的損壞特點(diǎn)

2.3.1 外裝材的抗脫落性能

地震后天花板落下、隔墻倒塌、電梯不能用、屋頂水箱損壞、外墻破壞等現(xiàn)象很多。建筑外裝保護(hù)材料的破壞主要原因是地震對(duì)建筑物造成結(jié)構(gòu)變形所致。神戶市內(nèi)1 300棟建筑物調(diào)查結(jié)果表明，外墻破損占75%。另外，外墻破壞脫落也會(huì)造成二次災(zāi)害。對(duì)此，建筑和設(shè)計(jì)者建議，設(shè)計(jì)采用與建筑結(jié)構(gòu)變形相適應(yīng)的建筑內(nèi)外保護(hù)墻材。建議要求建筑設(shè)計(jì)者將建筑物變形量設(shè)計(jì)值明確無誤地告知外裝材料選擇和設(shè)計(jì)人員。同時(shí)，外裝材料要分抗脫落性能等級(jí)，以適應(yīng)不同變形程度的需要。

2.3.2 避難通道設(shè)施受迫害情況

阪神大震災(zāi)中，建筑物與設(shè)備、設(shè)施等相關(guān)的安全通道受阻情況達(dá)到調(diào)查樣本的4成，其中，如表1所示，烈度為Ⅶ度區(qū)（日本地震烈度表中的最高烈度）的高層住宅有37%門窗出現(xiàn)了變形。墻壁斷裂等建筑物變形造成建筑設(shè)施安全通道堵塞或安全通道門不能開閉，也影響了避難逃生。對(duì)于地震中建筑設(shè)施通道門受阻問題專家提示，集體住宅至少要保證與安全通道相連的門具有防震性能。

表1 高層住宅建筑物門受破壞情況調(diào)查

3 日本抗震防震體系與震后抗震對(duì)策

3.1 職責(zé)明確多元化的城市抗震防震系統(tǒng)

日本抗震防震系統(tǒng)的主要機(jī)構(gòu)有日本建設(shè)省、相關(guān)學(xué)會(huì)、建筑設(shè)計(jì)單位和建筑公司。阪神大震災(zāi)后，日本建筑學(xué)會(huì)首發(fā)調(diào)查報(bào)告，并確定研究課題，提議建設(shè)自立的防震街區(qū)，改善木結(jié)構(gòu)聚集區(qū)防災(zāi)避難設(shè)施，建造并供應(yīng)多樣化的臨時(shí)住宅設(shè)施，開展歷史建筑的文化保護(hù)與恢復(fù)工作，建設(shè)“耐震型城市”。日本建設(shè)省制定耐抗震性能的設(shè)計(jì)規(guī)范，加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)行耐抗震設(shè)計(jì)體系的檢查和施工管理體制的監(jiān)督。重建或加固耐震性能薄弱的建筑，改進(jìn)和提高耐震性能。制定重建恢復(fù)過程中的耐震設(shè)計(jì)的施工管理政策。各建筑設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)研發(fā)耐抗震建筑，提高基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的耐震性以及建筑物體系的耐震能力?；跒?zāi)害信息系統(tǒng)、災(zāi)害信息網(wǎng)絡(luò)、都市信息數(shù)據(jù)體系的公開和共有原則，開展設(shè)備和非結(jié)構(gòu)物的防災(zāi)性能評(píng)價(jià)，建設(shè)設(shè)施防災(zāi)性能評(píng)價(jià)體系和災(zāi)害信息系統(tǒng)。

3.2 基于設(shè)計(jì)施工標(biāo)準(zhǔn)的抗震防震對(duì)策

各級(jí)機(jī)構(gòu)和建設(shè)單位自行制定地震設(shè)計(jì)施工標(biāo)準(zhǔn)。震后各建筑設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)和建筑公司開展許多相關(guān)調(diào)查，并修改和推廣各自的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。主要包括：根據(jù)建筑設(shè)施的重要程度以及客戶要求，提高耐震性建筑物的比例。另外，在建筑結(jié)構(gòu)（也包括建筑物內(nèi)的設(shè)備與設(shè)施）施工方法和細(xì)目的修訂方面，進(jìn)行全面耐震強(qiáng)化。修訂的要點(diǎn)與對(duì)策，原則上與建設(shè)省的指南相一致。

日本建設(shè)部提出新抗震規(guī)范，如保證鋼結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)安全性及一層架空式建筑的安全性等。制定特定重要建筑的抗震加固標(biāo)準(zhǔn)。明確學(xué)校、體育館、醫(yī)院、劇場(chǎng)、展廳、百貨店、保齡球館、老人公寓、老人福利中心以及交通車站等，需要特別的抗震檢查。要求企業(yè)針對(duì)建筑物的各項(xiàng)性能要求及主要結(jié)構(gòu)的性能開發(fā)應(yīng)急加固技術(shù)。從技術(shù)上多方面應(yīng)對(duì)地震。開發(fā)新技術(shù)，修訂建筑物抗震規(guī)范，實(shí)施重要建筑特別抗震審查。

（作者電子信箱，春 燕：cy＠sass.org.cn）

P315.9；

A；

10.3969/j.issn.0235－4975.2010.07.012

2008－10－22；

2008－12－19。