日本建筑抗震減災(zāi)信息技術(shù)應(yīng)用新趨向
2008-06-13 00:00
今年元月17日是日本阪神地震8周年紀(jì)念日。近年來(lái)，日本不斷加大城市防震減災(zāi)的新技術(shù)開(kāi)發(fā)，探索城市綜合減災(zāi)的新路。
一、日本城市建筑防災(zāi)抗震效果顯著
1. 提高了建筑物的抗震性能高層樓房在日本，許多高層公寓開(kāi)始銷售不久即告罄。一個(gè)重要因素是這些高層公寓多半與高層寫(xiě)字樓作了同等水平的抗震設(shè)計(jì)。日本大京公司的一座號(hào)稱日本最高(地上55層、高185米)的公寓(建在崎玉縣川口市)，使用了與美國(guó)紐約世界貿(mào)易中心相同的CFT(鋼管)，確保了抗震強(qiáng)度。這種鋼管的直徑最大達(dá)800毫米，厚度達(dá)40毫米，而且鋼管中還注入了比通?；炷翉?qiáng)度高3倍的高強(qiáng)度混凝土，該公寓共使用這種鋼管168根。另外，該公寓還使用了剛性結(jié)構(gòu)抗震體。通常高層公寓柔性結(jié)構(gòu)為主流，靠整個(gè)建筑來(lái)減弱地震引起的搖動(dòng)，但在強(qiáng)風(fēng)刮過(guò)來(lái)時(shí)，樓的結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生一定的搖動(dòng)。采取了剛性結(jié)構(gòu)后，搖動(dòng)大大降低。如遇阪神大地震級(jí)別的地震發(fā)生時(shí)，柔性結(jié)構(gòu)的建筑一般要搖動(dòng)1米左右，而剛性結(jié)構(gòu)建筑只搖動(dòng)30厘米。三井不動(dòng)產(chǎn)公司在東京都杉并區(qū)出售的一座免震結(jié)構(gòu)公寓高達(dá)93米，建筑物的外圍使用了新研制的高強(qiáng)度16積層橡膠，建筑物的中央部分使用了天然橡膠系統(tǒng)的積層橡膠。這樣，在裂度為6的地震發(fā)生時(shí)，就可將建筑物的受力減少至二分之一。三井不動(dòng)產(chǎn)公司2000年已向市場(chǎng)投放40棟這種建筑。
大林組開(kāi)發(fā)了一種超高層樓房用抗震裝置，使用的是類似橡膠的黏彈性體，該裝置可將強(qiáng)風(fēng)造成的搖動(dòng)減輕40%，同時(shí)也可提高抗震能力。日本清水建設(shè)也開(kāi)發(fā)了一種高層樓房用抗震結(jié)構(gòu)，使用在建筑物的公用部分，如電梯間和樓梯等處。
獨(dú)戶、古舊建筑獨(dú)戶建筑與高層樓房相比整體重量輕，積層橡膠不起作用。有效的抗震方法是在建筑物與基礎(chǔ)之間加上球型軸承或是滑動(dòng)體，形成一個(gè)滾動(dòng)式支撐結(jié)構(gòu)，這樣可減輕地震造成的搖動(dòng)。古舊建筑的抗震問(wèn)題也得到了有關(guān)方面的重視。東京都臺(tái)東區(qū)的國(guó)立西洋美術(shù)館補(bǔ)修了抗震處理結(jié)構(gòu)，東京都豐島區(qū)區(qū)政廳也實(shí)施了補(bǔ)修工程。
2。實(shí)施系統(tǒng)的災(zāi)害預(yù)測(cè)除在硬件方面研究如何抗震外，日本的一些大的建筑公司還利用計(jì)算機(jī)對(duì)地震造成的物理性損壞進(jìn)行預(yù)測(cè)，并從地產(chǎn)的證券化等角度對(duì)建筑物進(jìn)行地震風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。日本大林組開(kāi)發(fā)出一套使用地理信息系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)地震預(yù)測(cè)系統(tǒng)，在假定某地點(diǎn)發(fā)生地震的情況下，該系統(tǒng)可在畫(huà)面上用不同顏色表示出各地的地震裂度和建筑物的損壞程度等。大成建設(shè)公司也與日本著名的地震研究所筱冢研究所合作，開(kāi)發(fā)了一套地震災(zāi)害簡(jiǎn)易評(píng)估系統(tǒng)，可根據(jù)地震的破壞程度測(cè)算出寫(xiě)字樓遭遇地震時(shí)的損失金額。
二、開(kāi)展合乎減災(zāi)大趨勢(shì)的綜合減災(zāi)研究
日本理化學(xué)研究所于1998年1月成立了地震防災(zāi)開(kāi)拓研究中心。該中心是基于阪神大震災(zāi)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，綜合工程學(xué)、社會(huì)科學(xué)等研究領(lǐng)域，旨在推進(jìn)更廣闊視野的研究開(kāi)發(fā)而成立的。它作為理化學(xué)研究所的機(jī)動(dòng)性尖端研究項(xiàng)目而開(kāi)展活動(dòng)。該中心的綜合研究課題是“以減輕城市區(qū)域地震災(zāi)害為目標(biāo)的開(kāi)拓性研究”，尤其突出三個(gè)項(xiàng)目作為支柱項(xiàng)目：
1。地震災(zāi)害過(guò)程綜合模擬研究主要研究?jī)?nèi)容是發(fā)生地震后的災(zāi)害對(duì)應(yīng)工作的高度信息化，為模擬地震災(zāi)害過(guò)程而構(gòu)筑的假想環(huán)境，綜合性地震對(duì)應(yīng)模擬系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。研究思路是對(duì)地震災(zāi)害，特別對(duì)概率低而一旦發(fā)生則造成巨大災(zāi)害的大城市地震災(zāi)害過(guò)程有正確了解，深刻理解地震發(fā)生因素、致災(zāi)因素、個(gè)人和社會(huì)對(duì)該過(guò)程的反應(yīng)，最后建立其理論模式。同時(shí)引進(jìn)高新技術(shù)，建立能直觀掌握災(zāi)害過(guò)程的模擬系統(tǒng)，提高防災(zāi)研究者和市民等多層次人員的防災(zāi)能力。
2。開(kāi)發(fā)為地震危機(jī)管理服務(wù)的災(zāi)害信息系統(tǒng)主要研究?jī)?nèi)容是開(kāi)發(fā)災(zāi)害信息收集系統(tǒng)所必要的尖端技術(shù)，建立綜合性早期災(zāi)害推定系統(tǒng)、綜合性防災(zāi)對(duì)應(yīng)系統(tǒng)等。研究的主要目標(biāo)為減災(zāi)，不僅要使構(gòu)造物抗震化，而且在震后能順利采取應(yīng)急措施。
應(yīng)急措施中應(yīng)包括基礎(chǔ)資料的準(zhǔn)備、引進(jìn)尖端技術(shù)、防災(zāi)部門(mén)的相互聯(lián)系、向居民迅速傳達(dá)信息等。同時(shí)還要吸收地震工程學(xué)、信息通訊、遙測(cè)等許多領(lǐng)域的尖端技術(shù)，建立危險(xiǎn)管理所必須的災(zāi)害信息系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)應(yīng)急對(duì)應(yīng)系統(tǒng)等。
3。地震時(shí)城市構(gòu)造物破壞機(jī)制和城市的脆弱性評(píng)價(jià)的研究主要研究?jī)?nèi)容包括強(qiáng)震動(dòng)對(duì)構(gòu)造物的輸入過(guò)程和輸入機(jī)制，強(qiáng)震時(shí)構(gòu)造物的反應(yīng)、破壞的評(píng)估。研究思路是地震災(zāi)害發(fā)展過(guò)程中每一階段都有不同的反應(yīng)，因此，捕捉從地震發(fā)生到構(gòu)造物的損傷、破壞的現(xiàn)象，分析構(gòu)造物的地震反應(yīng)，全面精確掌握災(zāi)害過(guò)程，開(kāi)發(fā)城市構(gòu)造物對(duì)地震的脆弱性具有可靠性高的評(píng)價(jià)方法。地震防災(zāi)開(kāi)拓研究中心將成為促進(jìn)工程學(xué)、理學(xué)、人文、社會(huì)科學(xué)、信息等多領(lǐng)域的研究者合作、交流、研究的場(chǎng)所。
為提高社會(huì)地震防災(zāi)能力和水平，該中心通過(guò)報(bào)告、研討會(huì)、網(wǎng)絡(luò)等方式，將研究成果廣泛地向國(guó)內(nèi)外進(jìn)行傳播。該中心一面加強(qiáng)和有關(guān)部門(mén)的聯(lián)系，一面積極與國(guó)外進(jìn)行信息和人才的廣泛交流，推進(jìn)以亞太地區(qū)為中心的國(guó)際研究交流活動(dòng)，使之成為國(guó)際性研究交流場(chǎng)所。該中心將實(shí)施對(duì)所有研究項(xiàng)目、課題由地震防災(zāi)領(lǐng)域以外的其他部門(mén)的一流研究者進(jìn)行評(píng)價(jià)的辦法，而后將評(píng)價(jià)意見(jiàn)應(yīng)用于研究計(jì)劃的修訂和改進(jìn)自己的研究工作中。
幾年來(lái)，在這種綜合減災(zāi)思路下，日本城市抗震減災(zāi)及其應(yīng)急機(jī)制已逐步建立起來(lái)。
（中國(guó)混凝土與水泥制品網(wǎng) 轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處）
一、日本城市建筑防災(zāi)抗震效果顯著
1. 提高了建筑物的抗震性能高層樓房在日本，許多高層公寓開(kāi)始銷售不久即告罄。一個(gè)重要因素是這些高層公寓多半與高層寫(xiě)字樓作了同等水平的抗震設(shè)計(jì)。日本大京公司的一座號(hào)稱日本最高(地上55層、高185米)的公寓(建在崎玉縣川口市)，使用了與美國(guó)紐約世界貿(mào)易中心相同的CFT(鋼管)，確保了抗震強(qiáng)度。這種鋼管的直徑最大達(dá)800毫米，厚度達(dá)40毫米，而且鋼管中還注入了比通?；炷翉?qiáng)度高3倍的高強(qiáng)度混凝土，該公寓共使用這種鋼管168根。另外，該公寓還使用了剛性結(jié)構(gòu)抗震體。通常高層公寓柔性結(jié)構(gòu)為主流，靠整個(gè)建筑來(lái)減弱地震引起的搖動(dòng)，但在強(qiáng)風(fēng)刮過(guò)來(lái)時(shí)，樓的結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生一定的搖動(dòng)。采取了剛性結(jié)構(gòu)后，搖動(dòng)大大降低。如遇阪神大地震級(jí)別的地震發(fā)生時(shí)，柔性結(jié)構(gòu)的建筑一般要搖動(dòng)1米左右，而剛性結(jié)構(gòu)建筑只搖動(dòng)30厘米。三井不動(dòng)產(chǎn)公司在東京都杉并區(qū)出售的一座免震結(jié)構(gòu)公寓高達(dá)93米，建筑物的外圍使用了新研制的高強(qiáng)度16積層橡膠，建筑物的中央部分使用了天然橡膠系統(tǒng)的積層橡膠。這樣，在裂度為6的地震發(fā)生時(shí)，就可將建筑物的受力減少至二分之一。三井不動(dòng)產(chǎn)公司2000年已向市場(chǎng)投放40棟這種建筑。
大林組開(kāi)發(fā)了一種超高層樓房用抗震裝置，使用的是類似橡膠的黏彈性體，該裝置可將強(qiáng)風(fēng)造成的搖動(dòng)減輕40%，同時(shí)也可提高抗震能力。日本清水建設(shè)也開(kāi)發(fā)了一種高層樓房用抗震結(jié)構(gòu)，使用在建筑物的公用部分，如電梯間和樓梯等處。
獨(dú)戶、古舊建筑獨(dú)戶建筑與高層樓房相比整體重量輕，積層橡膠不起作用。有效的抗震方法是在建筑物與基礎(chǔ)之間加上球型軸承或是滑動(dòng)體，形成一個(gè)滾動(dòng)式支撐結(jié)構(gòu)，這樣可減輕地震造成的搖動(dòng)。古舊建筑的抗震問(wèn)題也得到了有關(guān)方面的重視。東京都臺(tái)東區(qū)的國(guó)立西洋美術(shù)館補(bǔ)修了抗震處理結(jié)構(gòu)，東京都豐島區(qū)區(qū)政廳也實(shí)施了補(bǔ)修工程。
2。實(shí)施系統(tǒng)的災(zāi)害預(yù)測(cè)除在硬件方面研究如何抗震外，日本的一些大的建筑公司還利用計(jì)算機(jī)對(duì)地震造成的物理性損壞進(jìn)行預(yù)測(cè)，并從地產(chǎn)的證券化等角度對(duì)建筑物進(jìn)行地震風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。日本大林組開(kāi)發(fā)出一套使用地理信息系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)地震預(yù)測(cè)系統(tǒng)，在假定某地點(diǎn)發(fā)生地震的情況下，該系統(tǒng)可在畫(huà)面上用不同顏色表示出各地的地震裂度和建筑物的損壞程度等。大成建設(shè)公司也與日本著名的地震研究所筱冢研究所合作，開(kāi)發(fā)了一套地震災(zāi)害簡(jiǎn)易評(píng)估系統(tǒng)，可根據(jù)地震的破壞程度測(cè)算出寫(xiě)字樓遭遇地震時(shí)的損失金額。
二、開(kāi)展合乎減災(zāi)大趨勢(shì)的綜合減災(zāi)研究
日本理化學(xué)研究所于1998年1月成立了地震防災(zāi)開(kāi)拓研究中心。該中心是基于阪神大震災(zāi)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，綜合工程學(xué)、社會(huì)科學(xué)等研究領(lǐng)域，旨在推進(jìn)更廣闊視野的研究開(kāi)發(fā)而成立的。它作為理化學(xué)研究所的機(jī)動(dòng)性尖端研究項(xiàng)目而開(kāi)展活動(dòng)。該中心的綜合研究課題是“以減輕城市區(qū)域地震災(zāi)害為目標(biāo)的開(kāi)拓性研究”，尤其突出三個(gè)項(xiàng)目作為支柱項(xiàng)目：
1。地震災(zāi)害過(guò)程綜合模擬研究主要研究?jī)?nèi)容是發(fā)生地震后的災(zāi)害對(duì)應(yīng)工作的高度信息化，為模擬地震災(zāi)害過(guò)程而構(gòu)筑的假想環(huán)境，綜合性地震對(duì)應(yīng)模擬系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。研究思路是對(duì)地震災(zāi)害，特別對(duì)概率低而一旦發(fā)生則造成巨大災(zāi)害的大城市地震災(zāi)害過(guò)程有正確了解，深刻理解地震發(fā)生因素、致災(zāi)因素、個(gè)人和社會(huì)對(duì)該過(guò)程的反應(yīng)，最后建立其理論模式。同時(shí)引進(jìn)高新技術(shù)，建立能直觀掌握災(zāi)害過(guò)程的模擬系統(tǒng)，提高防災(zāi)研究者和市民等多層次人員的防災(zāi)能力。
2。開(kāi)發(fā)為地震危機(jī)管理服務(wù)的災(zāi)害信息系統(tǒng)主要研究?jī)?nèi)容是開(kāi)發(fā)災(zāi)害信息收集系統(tǒng)所必要的尖端技術(shù)，建立綜合性早期災(zāi)害推定系統(tǒng)、綜合性防災(zāi)對(duì)應(yīng)系統(tǒng)等。研究的主要目標(biāo)為減災(zāi)，不僅要使構(gòu)造物抗震化，而且在震后能順利采取應(yīng)急措施。
應(yīng)急措施中應(yīng)包括基礎(chǔ)資料的準(zhǔn)備、引進(jìn)尖端技術(shù)、防災(zāi)部門(mén)的相互聯(lián)系、向居民迅速傳達(dá)信息等。同時(shí)還要吸收地震工程學(xué)、信息通訊、遙測(cè)等許多領(lǐng)域的尖端技術(shù)，建立危險(xiǎn)管理所必須的災(zāi)害信息系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)應(yīng)急對(duì)應(yīng)系統(tǒng)等。
3。地震時(shí)城市構(gòu)造物破壞機(jī)制和城市的脆弱性評(píng)價(jià)的研究主要研究?jī)?nèi)容包括強(qiáng)震動(dòng)對(duì)構(gòu)造物的輸入過(guò)程和輸入機(jī)制，強(qiáng)震時(shí)構(gòu)造物的反應(yīng)、破壞的評(píng)估。研究思路是地震災(zāi)害發(fā)展過(guò)程中每一階段都有不同的反應(yīng)，因此，捕捉從地震發(fā)生到構(gòu)造物的損傷、破壞的現(xiàn)象，分析構(gòu)造物的地震反應(yīng)，全面精確掌握災(zāi)害過(guò)程，開(kāi)發(fā)城市構(gòu)造物對(duì)地震的脆弱性具有可靠性高的評(píng)價(jià)方法。地震防災(zāi)開(kāi)拓研究中心將成為促進(jìn)工程學(xué)、理學(xué)、人文、社會(huì)科學(xué)、信息等多領(lǐng)域的研究者合作、交流、研究的場(chǎng)所。
為提高社會(huì)地震防災(zāi)能力和水平，該中心通過(guò)報(bào)告、研討會(huì)、網(wǎng)絡(luò)等方式，將研究成果廣泛地向國(guó)內(nèi)外進(jìn)行傳播。該中心一面加強(qiáng)和有關(guān)部門(mén)的聯(lián)系，一面積極與國(guó)外進(jìn)行信息和人才的廣泛交流，推進(jìn)以亞太地區(qū)為中心的國(guó)際研究交流活動(dòng)，使之成為國(guó)際性研究交流場(chǎng)所。該中心將實(shí)施對(duì)所有研究項(xiàng)目、課題由地震防災(zāi)領(lǐng)域以外的其他部門(mén)的一流研究者進(jìn)行評(píng)價(jià)的辦法，而后將評(píng)價(jià)意見(jiàn)應(yīng)用于研究計(jì)劃的修訂和改進(jìn)自己的研究工作中。
幾年來(lái)，在這種綜合減災(zāi)思路下，日本城市抗震減災(zāi)及其應(yīng)急機(jī)制已逐步建立起來(lái)。
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