房屋抗震对策探讨
2011-11-17 16:38:18 来源:中房网
【摘要】:目前房屋建筑的结构型式主要有:以砖石为主要建筑材料的砌体结构;以钢筋混凝土为主要建筑材料的钢筋混凝土框架结构、钢筋混凝土框架-剪力墙结构、钢筋混凝土剪力墙结构;以钢材为主要建筑材料的钢结构框架以及钢与钢筋混凝土的组合结构。其中,住宅多为砌体结构或钢筋混凝土剪力墙结构;公共建筑由于需要较大空间,一般为框架结构或框架-剪力墙结构。
日本房屋抗震措施
日本是世界公认的地震重灾国,每年发生有感地震约1000多次,全球10%的地震均发生在日本及其周边地区。其中6级以上的地震每年至少发生1次。然而,频繁的地震灾害,却使日本的抗震技术快速发展、完善,并形成了比较完整的技术体系。自1998年至2007年,日本共发生震级为6.0以上的地震199次,约占全球同等规模地震总数961的20.7%左右,但由其导致的灾害死亡人数仅占世界的9%。由此可见,日本抗震技术体系的先进与完善。今年日本在经历了9.0级地震及海啸后,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挪出很远,但全然没有散架,日本的大地震让建筑抗震再度成为焦点。
日本周边发生过的地震
一、合理的建筑结构型式
(一)目前房屋建筑的结构型式
目前房屋建筑的结构型式主要有:以砖石为主要建筑材料的砌体结构;以钢筋混凝土为主要建筑材料的钢筋混凝土框架结构、钢筋混凝土框架-剪力墙结构、钢筋混凝土剪力墙结构;以钢材为主要建筑材料的钢结构框架以及钢与钢筋混凝土的组合结构。其中,住宅多为砌体结构或钢筋混凝土剪力墙结构;公共建筑由于需要较大空间,一般为框架结构或框架-剪力墙结构。
1.砌体结构和框架结构多见于多层建筑
从抗震性能的角度分析,砌体结构由于由砖、石等砌筑而成,砌块之间的连接较差,虽然设置了钢筋混凝土构造柱、圈梁等加强措施,但当遇到强震时,在水平和竖向交替振动作用下,砌块之间的连接容易被破坏,导致砌体松散,竖向受力构件破坏,建筑物垮塌;相比之下,框架结构能够提供较为宽敞的使用空间,有利于建筑功能的组织和分割,但其抗侧刚度较弱,在强震作用下易出现较大位移,导致结构产生较严重破坏,因此也属抗震不利结构。
2.钢筋混凝土剪力墙结构多用于多高层住宅
钢筋混凝土剪力墙结构有较大的抗侧刚度,在地震作用下位移较小。经过抗震设计的剪力墙结构,在大震作用下,破坏会局限于门窗洞口处出现裂缝,即使墙体开裂,各墙肢也可支承楼板,不会发生大规模的垮塌。
3.框架-剪力墙结构主要用于公共建筑和多高层建筑
框架-剪力墙结构是在框架结构中合适的部位增设剪力墙,在提供满足功能需要的大空间的同时,由增设的剪力墙提供较大的抗侧刚度,提高结构的抗震性能。
上述各种结构型式的抗震性能,即指结构在小震和大震下的表现各不相同。总体来说,钢筋混凝土剪力墙结构和框架-剪力墙结构的抗震性能较好,砌体结构和框架结构的抗震性能相对差一些。
(二)日本建筑的主要结构型式
建筑结构的型式繁多,其中砌体结构因为强度较低、抗拉抗剪性能较差,难以抵抗水平作用产生的弯矩和剪力,因而在日本已基本淘汰;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。建筑业专家认为,这种结构的建筑既安全抗震,又节省能源。
1.高楼多用钢结构,抗地震性能最好。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。除了老民居外,日本后来新建的高楼多采用钢结构,或者钢筋混凝土结构。但他们的钢筋混凝土结构中,也是钢的比例比较大。日本大京公司的一座号称日本最高(地上55层、高185米)的公寓(建在崎玉县川口市),使用了与美国纽约世界贸易中心相同的CFT钢管,确保了抗震强度。这种钢管的直径最大达800毫米,厚度达40毫米,而且钢管中还注入了比通常混凝土强度高3倍的高强度混凝土,该公寓共使用这种钢管168根。钢结构建筑的好处是建造的速度快,因为可以吊装;美中不足的是造价贵,平均比钢筋混凝土结构要贵出30%到50%。战后日本的发展速度非常快,建造高楼用钢结构最省时。另一方面,日本的劳动力报酬较高,可以吊装的钢结构能节约劳动力。
楼板和墙体
建成后的轻钢结构房屋
2.民居多是木结构,抗震性能较好。抗震性能最好的是钢结构房屋,其次是木结构房屋,再次是钢筋混凝土结构房屋。日本的民居大多正是木结构,木结构是一种柔性结构。在房屋承受地震作用引起的晃动时,木结构可以更好地释放力量。因此木结构房屋更不容易散开和松动。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。
木结构房屋所具有的一些特性可以提高其在地震中的抗震性能:
①强度和刚度:地震产生的侧向力会使建筑物扭曲,使墙体变形(不在方正)。带撑墙或剪力墙在地震时提供关键的抗变形能力。用胶合板或定向刨花板为面板的墙体,在地震时具有极为有效的抗变形能力。在可能发生地震的地带,可使用较厚的结构面板,较多或较大的钉子,以增强墙体的刚度和抗变形能力。
②延性:砌体和混凝土等建筑材料需要经过严格的设计及细部处理,才能保证较好的抗震性能。与这些材料相比,木结构体系得天独厚,具有较好的延性。延性指建筑结构可以屈服、变形而不倒塌的能力。在经受地震这种突然负荷时,房屋具备一定的柔性是最为理想的,因为柔性可以允许房屋耗散部分能量。众多钉节点使木结构房屋具有十分有效地延性。
③重量:木结构建筑重量轻。由于地震力与结构重量成正比,精心设计和施工的轻质木结构房屋可在地震中有上佳表现。
④冗余性:传力路径众多的房屋一般被认为在结构上具有冗余性。它们在地震中可以提供额外的安全性。由沉重的框架支撑的建筑结构依靠较少的结构构件和连接。于是,设计或施工中的任何缺陷都可能导致相邻的传力路径超载。而典型的木结构是由数以百计的结构构件和数以百计的钉节点连接构成的。这意味着,如果一个传力路径受到破坏,它所承担的荷载可由邻近的构件或节点予以承担。
⑤连接性:覆有木基面板的墙体除了能抵抗地震力外,房屋的设计与施工还能防止房体的滑动或倾覆。无论是哪一种情况,都应将房屋适当地连接在基础之上。墙体、楼盖和屋盖框架的相互连接,使得房屋成为一个坚固的结构单元,这对于房屋在地震中保持完整是十分重要的。
木结构房屋
二、合理的建筑设计
合理的建筑设计,也可提高建筑结构的安全可靠性。其实从建筑设计的角度出发,在正确的抗震理论指导下,依据合理的设计原则,同样可以提高甚至保证建筑结构的安全可靠性。这些原则包括:结构构件应具备足够大的承载能力;结构应具有足够大的刚度以减小地震作用下的扭转和位移;结构应具有足够大的延性和耗能能力,这一点对结构在强震作用下的安全性尤为重要。
设计单位应当按照抗震设防要求和工程建设强制性标准进行抗震设计,并对抗震设计的质量以及出具的施工图设计文件的准确性负责。首先,房建场地的选择应避开地震时可能发生地基失效的松软场地,应选择坚硬场地。其次,综合运用抗震原则,以刚度、承载力和延性为主导目标,多道防线刚柔结合,使结构具有多道支撑和抗水平力的体系,同时保证结构体型简单,结构传力和受力途径直接,整体结构和结构构件共同作用。延性是指构件和结构屈服后,具有承载力不降低或基本不降低且有足够塑性变形能力的一种性能。延性大,说明塑性变形能力大,强度或承载力的降低缓慢,从而有足够大的能力吸收和耗散地震能量,避免结构倒塌。第三,设计中要力图使从地基传入结构的振动能量为最小,使结构具备足够大的、适当的承载能力、延性和耗能能力,以及以减少地震作用下的位移和扭转的刚度。第四,结构布置要力求使刚度、质量、延性、几何尺寸等规整、对称、均匀,避免突然变化。
坍塌的地面导致房屋倾斜,但房屋仍然保持完整
另外,地震是一场灾难,为最大限度地保护人民以及整个社会的利益,确保国民经济持续稳定增长,建筑行业在考虑增强房屋建筑抗震能力的同时,也应高度重视由地震引发的次生灾害(最主要的就是火灾)及地质灾害。因此,房屋设计中有必要增加结构抗火设计,同时基础和地基的设计也应充分考虑到地基变形对房屋安全的影响。神户地震后,建筑师们认为建筑物、桥梁和其他建筑结构的设计仅考虑到防止生命损失是不够的,还必须使它们达到在地震以后能使城市继续运转的要求,诸如能源、通信、供水等现代“生命线”,必须具备更强的抗震防灾能力。例如,煤气管道的破裂会引起爆炸和火灾。因此现在日本正在普及在管道上安装自动阀门和计算机安全装置,在管道破裂前自动关闭管道,防止煤气泄漏。实际情况表明,因上述“生命线”遭破坏而受灾的人数大大超过在神户地震中死伤的人数。神户地震后,日本国内一些城市出现的兴建“抗震抗灾公寓”热潮,也是吸取神户地震的教训采取的一项积极措施。这种公寓的特点是具有较高的抗灾功能,如具备共同的储备粮仓库、抗灾饮用水井和紧急医疗救护室,甚至拥有供直升飞机起降的场地。政府方面对地产界的这种举措在政策上给予支持,包括优惠贷款和减免税,而用户对这种公寓也表现了极大的兴趣。
东京市内兴建的汇集电话、电气、天然气、上下水道等公用设施在内的共同沟
日本因地震引发的火灾
三、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。
(一)应用VPR乙烯基聚酯树脂玻璃钢做混凝土加强筋
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。
在常规的钢筋混凝土中,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。玻璃钢筋混凝土是近年来日本等国开发的一种新型建筑材料,展示了良好的发展前景和应用潜力,年增长率为15%,VPR乙烯基聚醋树酯玻璃钢一般通过拉挤成型制作。
(二)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。
(三)开发使用碳纤维及其制品
碳纤维及其复合材料是伴随着军工事业的发展而成长起来的新型材料,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。众所共知,在房屋建筑中,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。
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。
另外,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。碳纤维增强树脂基复合材料棒材最近在日本已经商品化,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%。
(四)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。安全玻璃主要是钢化玻璃、夹层玻璃、贴膜玻璃等。日本政府于1986年起正式制定法规推广安全玻璃。(节选:《中国建材》2008(6):《日本房屋建筑防震措施初探》刘志海)
四、抗震技术的应用
基础隔振与结构隔振是目前消能减震技术应用的最广泛,效果最好的方法。其中基础隔振是主动减震,而结构减震是被动隔振。结构消能减震技术属于结构减震控制中的被动控制。(一)基础隔振技术
基础隔震技术是国际上热门的工程抗震新技术。它通过把隔震消能装置(如橡胶隔震垫)安放在结构物底部和基础(或底部柱顶)之间,把上部结构和基础“隔开”。这样,改变了结构的动力特性和动力作用,明显地减轻结构物的地震反应,达到“以柔克刚”的效果。
1.液压质量(HMS)控制系统。系统使用适用范围是底层柔性建筑,底层柔性建筑虽然能满足底层大空间的要求,但由于在地展中,柔性底层往往变形过大而导致结构破坏,其抗震性能较差,因此,提出采用结构控制的方法来改善此类建筑的抗震性能。HMS系统主要由液压缸、活塞和管路等组成,其安装在单层框架上,当框架受地面运动而产生振动时,由活塞推动液体,使管路中的液体和质量块随之振动,由于框架的一部分振动能里传递给了液体和质块,从而减小了框架结构的振动。HMS系统中液体的压缩性必须考虑,并建立了考虑液体压缩性的HMS系统的“弹性”计算分析模型,由“弹性”模型可得到结构和HMS系统组成的控制抗震建筑新体系。
2.叠层橡胶支座基础隔震。叠层橡胶支座基础隔震建筑地震反应分析的常用力学模型有层间剪切模型、层间剪弯模型、层间扭转模型及空间杆系模型等,其中应用最多的是层间剪切模型。当利用层间剪切模型分析基础隔震建筑的动力响应时,首先需要将柔性隔震层的复杂滞回特性简化为可用于数值分析的恢复力模型。
国内外大量的试验和工程实践证明,隔震体系一般可使结构水平地震加速度反应下降60%左右,从而消除或有效减轻结构的地震损坏,提高建筑物及其内部人员的安全性。隔震体系具有很大的垂直承载力(50T~2000T)及很大的垂直压缩刚度,而其水平变形刚度较小(0.25kN/mm~1.8kN/mm),水平极限变位值较大(10cm~50cm),它具有足够大的初始刚度,以抵抗风荷载和轻微地震,当强地震发生时,又能自由柔性滑动;而变形过大时,刚度回升,具有保护和限位作用,钢板夹层橡胶隔震垫具有较大的复位能力,在多次地震中自动瞬时复位。比如,三井不动产公司在东京都杉并区兼作的一座93米的免震结构公寓,建筑物的外围使用了高强度16积层橡胶,建筑物中央部分也使用了天然橡胶系统的积层橡胶。在6级以上的地震发生时,这种保护装置能使建筑物的受力减少一半。
同时,它耐久性能好,一般使用寿命可在70年以上,远远超过一般民用建筑物50年使用寿命的要求。1994年1月17日,美国洛杉矶大地震中,该市相距不远的两个医院,一个是隔震的,地震时医师护士照常工作;另一个是不隔震的,损坏厉害,一直无法恢复工作。1995年1月17日,日本神户大地震,该市的西部邮政大楼和松村研究所大楼等隔震房屋经受了地震的考验,房屋结构安全完好,仪器、设备、装修等丝毫无损。根据其特性,一般来说隔震技术主要适用于较重要的低层和多层建筑,如医院、学校、商场、科研机构以及重要的指挥职能单位。
基础隔振技术
(二)消能减震技术
消能减震技术的方法是指在结构的某些部位(如支撑、剪力墙、节点、连接缝或连接件等)设置消能阻尼装置或元件,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,从而避免结构产生破坏或倒塌,以达到减震抗震的目的。这种方法主要用于高层或超高层建筑。
1.摩擦阻尼器。摩擦耗能器是一种耗能性能良好、构造简单、造价低、制作方便的减振装置。普通摩擦耗能器通过开有狭长槽孔的中间钢板相对于上下两块铜垫板的摩擦运动而耗能,调整螺栓的紧固力可改变滑动摩擦力的大小。试验结果表明:滑动摩擦力与螺栓的紧固力成正比;其最大静摩擦力和滑动摩擦力相差较小,但滑动摩擦力的衰减较大,达到30%,其原因是由螺栓松动引起的;滞回曲线表现出良好的刚塑性性能。
2.软钢阻尼器。软钢阻尼器是结构被动控制中耗能减震装置的一种,在地震或风振时,通过软钢发生塑性屈服滞回变形而耗散输入结构中的能量,从而达到减震的目的。在其内核钢支撑和外包层(钢管、钢筋混凝土或钢管混凝土)之间形成无粘结滑移界面,防止内核钢支撑在压力作用下屈曲,从而获得丰满的滞回曲线。该阻尼器具有方便耐用、滞回耗能性能良好的特点,逐渐得到工程界的广泛认可。
3.铅阻尼器。铅橡胶复合阻尼器的构造主要是由薄钢板、橡胶、铅、挤压头、连接板及保护层所组成。薄钢板、橡胶、连接板中央预先留有圆孔,并通过高温高压硫化为一体,铅在硫化后通过挤压灌入预留孔中。薄钢板可经特殊处理以提高阻尼力和屈服后刚度。
4.粘弹性阻尼器。粘弹性阻尼器的消能减震结构在工程抗震中发挥着重要的作用。由于附加阻尼的加入,结构体系总阻尼不再满足正则模态的正交性,使得所涉及到的运动方程是相互耦合的,因此无法通过求解一般动力方程的方法得到解析解。Foss最先提出了复模态分析方法的理论,通过将原来耦合的方程作一次Foss变换,得到解耦的运动方程,从而可求得结构在地震作用下的反应。运用复模态理论将基础隔振结构运动方程解耦,分析了在地震作用下的反应。
5.调谐液体阻尼器(Tuned Liquid Damper,TLD)。TLD是一种主要用于高层建筑和高耸结构振动控制的水箱,它利用结构上固定容器中液体的惯性和黏性耗能减小结构的振动,是一种被动控制装置。利用TLD对高层建筑地震反应进行振动控制研究,要使得TLD发挥比较好的减振效果,就必须使水箱中的水尽可能地晃动起来,要求水箱中水的晃荡频率与结构自振频率相等,效果最佳。
6.调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)。TMD是一种简单、便于安装、易于维修和更换的控制结构装置。理论分析研究表明对于一般多层房屋建筑,在地震激励下,结构相对于地面的最大位移发生在顶层。同时,研究结果还表明:TMD的阻尼比在(0.05~0.1)范围内,减振效果好,但超过0.2时,减振效果不明显;TMD质量比小于0.01时,减振效果不明显,随着TMD质量比的增大,控制效果越来越好,但u大于某一值时(超过3%),此时减振效果不明显;TMD的频率与原结构的频率比在0.95左右时控制效果较佳。
如何合理选用阻尼器是根据工程的实际情况而定的。消能减震技术具有概念简单,制作方便,减震机理明确,应用范围广等优点。但是要使消能减震技术得到更广泛的应用,尚有一些问题需要研究:
①消能减震体系及效果的进一步研究:消能减震部件设置的位置对结构的减震效果较敏感,因此,如何提高减震效果,提高消能体系的经济技术指标,应该是今后研究的方向。
②消能减震部件的进一步开发。目前,消能减震部件种类已经较多,但应注重其实用性、经济性以及支承连接形式的研究。
③消能减震体系设计计算方法和软件的研究:消能减震体系只有为设计者提供实用、简便且符合设计习惯的设计方法和软件,才能进一步推广应用。
基础隔震和消能减震技术目前在日本、美国已有了一定数量的应用,并在震害中有较好的表现。我国从1990年代开始,也以试点的方式在一些工程中应用了这些技术并获得了一些好的经验。新的抗震设计规范已给出了隔震和消能减震技术工程应用的指导性意见,标志着这些新技术已进入实用性阶段。隔震和消能减震技术虽然能够大幅度提高建筑结构的抗震性能,但目前建造成本较高,且该技术从设计到构造,施工较复杂,正确合理地掌握和实施尚存在一些问题,因此新技术距离大规模推广和应用还需要一定时间的准备。(节选:《中小企业管理与科技(上旬刊)》2009(7):《消能减震技术应用综述》张彦)
五、日本建筑质量的制度体系
早在战后初期,当时处于复兴期的日本,便制定了规范建筑质量的法规。1950年,日本颁布《建筑基准法》,该法由7章,105条组成,颁布该法的目的是为保护居住者的生命、健康和财产。根据该法规,建筑项目动工前,开发商必须向有关机构提交建筑物的基本指标报告,施工方法认定书及设计图等材料,获得指标和设计确认后才能动工。该法还对建筑物地基、结构。设备、用途等方面的标准下限做了详细规定。同时,为了杜绝违章建筑,建筑基准法还规定了施工现场巡查制度,并明确了建筑监理员对不合格施工具有令其停工的权限。《建筑基准法》成为日本建筑法规的基石,以后关于建筑的各种法规都是在该法基础上衍生而来的。
同时,为了配合《建筑基准法》的顺利实施,使建筑设计规范化,日本还于1950年颁布了《建筑师法》。该法是为规范建筑物的设计规模和种类,并对工程进行监督而制定的。根据该法的规定,建筑师分为一级和二级,1984年又增加了木工建筑师,建筑师制度规定建筑师须持证上岗,其业务范围除根据建筑物的规模及种类进行设计外,还具有工程监督的义务。
日本对于建筑师的资质审核非常严格、政府每年组织一次建筑师考试,报考者都需要有专业教育背景和实践经验。考试科目分为设计知识和设计制图两类,只有设计知识考核合格后,方可参加两个月后举行的设计制图考试,两项考试均合格后,方能取得建筑师资格,通过国家考试取得建筑师资格后终身有效。2005年,一级建筑师综合合格率只有11.1%,二级建筑师合格率为23.3%。截至2006年3月31日,日本拥有一级建筑师资格的为322248人,二级建筑师为692968人,木工建筑师为14950人。
建筑基准法与建筑师制度在确保日本建筑质量方面产生了重要影响。特别是据此衍生的诸规范对确保日本的住宅质量发挥了重要作用。住宅是普通日本人一生中购买的最昂贵商品,因此,确保住宅的质量成为日本建筑法规的核心任务之一。对此,日本明确要求房地产开发商以法律法规形式明确其产品的责任制度。日本确保住宅质量主要依靠《住宅质量确保法》的“瑕疵担保责任的特例”和由住宅保证机构负责实施的“住宅完成保证制度”、“住宅性能保证制度”三项措施:
“瑕疵担保责任的特例”规定住宅的开发商和建设方对2000年4月1日以后签约的新建住宅必须要承担最低10年的维修义务,在交房后的至少10年内,若住宅的地基、墙壁、地板、屋顶、房梁等基本框架部分及雨水排放管道等出现质量问题,开发商对此有无偿修缮的义务。可以看出,“瑕疵担保责任的特例”明确了开发商在住宅的建设质量和维修方面必须要承担的义务。
“住宅完成保证制度”可确保住宅按期顺利完工,开发商必须在开工前到住宅保证机构登录,并委托保证,万一开发商在房屋建筑过程中倒闭,住宅保证机构会保证补偿业主预付款损失及所需追加得款项等费用。如果业主希望继续工程建设,住宅保证机构会帮忙斡旋,物色合适的开发商。该制度的实施,避免了“烂尾楼”的产生,保证了工程建设的连贯性。
“住宅性能保证制度”则是对住宅的售后服务进行了规范。该制度规定,开发商与业主签订质量契约保证书,当开发商与业主就某些问题产生分歧时,可由法律、建筑专家组成的委员会来裁决。该保证书在住宅发生买卖、赠予等情况后继续有效。同时该制度还规定,开发商即使在交房后倒闭,业主照样能够享受10年的质量担保。
由此可见,上述三项制度不仅提高了住宅产业和住宅市场的信誉,同时在保障日本住宅质量方面发挥了重要作用。(节选:《消费导刊》2008(12):《日本确保建筑质量的经验、教训及启示》连会新)
六、日本地震应急机制
日本政府在地震应急机制方面十分完善,政府目前使用了一种“地震受灾早期评价系统(EES)”,这个系统储存了4级以上地震的灾难资料,一旦发生大地震,该系统在30分钟内自动算出受灾规模,以便政府可以迅速展开救援措施。为防止发生大规模自然灾害时指挥人员不到岗,出现混乱局面,日本政府设立了紧急对策小组。如东京发生5级以上地震,或东京以外的地区发生6級以上地震时,各相关部门官员都必須自动到首相官邸报到,进入紧急事态体制,以便内阁迅速采取各种适当对策。
日本各地还设有许多防灾体验中心,免费向市民开放,供人们亲身体验发生灾害时的实况,了解避难方法。校园、公园、缓冲绿地等公共设施在灾难事件发生时也都能成为避难所,指示牌更是随处可见。此外,日本政府提倡增强居民之间的互助精神,提高对灾害的警惕性。统计表明,在1995年初的阪神大地震中,约80%需要营救的人员是被邻居救出的。
开发应急防灾用品。在日本的各个大公司,员工桌下都有免费配置的防灾应急箱,家庭也可以预备,这些应急箱内配备人们在灾后应急避难的基本生活用品和工具,例如:
应急食品:应急食品两罐,每罐内装110克有盐压缩饼干、冰糖糖块和熟花生米,这些食物的味道并不好吃,但是热量很高,可以有效补充体力和矿物质。按照说明,这两罐食品,在静止不动时能够满足一个成年人4天的营养需要。
饮用水:饮用水两罐,每罐340克。水用双层金属罐包装,以尽量避免在地震中遭遇挤压损坏。饮用水中不掺杂果汁等添加材料,在必要时还可以用这种纯净水清洗伤口,避免感染。
应急饮用水
保温雨衣:超薄保温雨衣一件。这种银色的保温雨衣是高科技产品,整件雨衣折叠后和一条手帕的体积不相上下,重量极轻,却可以连头包裹一个壮年大汉。这种雨衣采用了类似美国阿波罗飞船宇航员太空服的材料,可以有效隔热并有较好的韧性。在遭遇地震灾害时,很多人在废墟残骸中等待救援时面临体温下降的问题,这种雨衣可以有效地保存体温,增加生存的希望。必要时也可用它制成简易的储水器,来保存雨水以供饮用。
强化手套:一副附有加强橡胶指垫的棉线手套。被砖石杂物困住时,戴上这种手套,可以一定程度上提高挖掘砖石瓦砾的能力,增强自己挖掘出险的可能。同时,手套防滑有助于攀爬脱险。
特制蜡烛:经过特殊处理的蜡烛两根,火柴一盒。在一些应急箱中,也有放置应急灯的,但大多数日本的应急箱放置蜡烛。这是因为蜡烛可以不怕潮湿影响,品质可靠,除照明外还可以充当火种和判断氧气含量。这种通过特殊处理的蜡烛,可以连续燃烧4.5个小时,比大多数应急灯提供的照明时间都要长。
收纳袋:高强度尼龙携行袋一个,使用者可以用这种携行袋将箱内物品全部装入随身携带。在地震中,脱离危险地带后,往往当地还在无水无电交通中断的阶段。那时,随身的水和食品就很有价值了。
防灾兜帽:经过特殊耐热耐火加工的含铝防灾兜帽,用来保护头部不受掉落物或玻璃碎片等伤害。(节选:《中国建材》2008(6):《日本房屋建筑防震措施初探》刘志海)
日本小学生戴防灾兜帽进行地震演习
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