地震災(zāi)害學(xué)者常說，“殺人的不是地震而是建筑”。從全球的重大地震災(zāi)害調(diào)查中可以發(fā)現(xiàn)，95%以上的人員傷亡，都是由于建筑物受損或倒塌而引起的。
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作為地震多發(fā)的國家之一的日本，在建筑設(shè)計(jì)方面煞費(fèi)苦心，通過諸多抵抗強(qiáng)烈地震的手段，保證了設(shè)施安全。
技術(shù)更新的今天，日本的新建筑在應(yīng)對地質(zhì)災(zāi)害方面有哪些巧妙的方法，可以拿來借鑒？今天，給大家簡單介紹幾種日本房屋的減震結(jié)構(gòu)。
耐震結(jié)構(gòu)
耐震強(qiáng)化輔助
“耐震結(jié)構(gòu)”是傳統(tǒng)建筑技術(shù)中的一個(gè)重要組成部分。
所謂“耐震結(jié)構(gòu)”是將墻壁和承重柱強(qiáng)化，再加入強(qiáng)度補(bǔ)充材料形成堅(jiān)固的建筑物。毋庸置疑，材料和結(jié)構(gòu)越堅(jiān)固，整體建筑就越牢固。木制房子肯定沒有鋼鐵結(jié)構(gòu)更結(jié)實(shí)。
獲得過普利茲克建筑獎(jiǎng)（Pritzker Architecture Prize）的日本建筑師坂茂Shigeru Ban在新西蘭建造的「紙板教堂」就是代表性的耐震建筑。
紙板教堂
紙板教堂使用了98個(gè)同樣大小的紙板管，構(gòu)成A型結(jié)構(gòu)。并且每個(gè)紙板管都涂上了防水材料聚氨酯和阻燃劑，增強(qiáng)了此建筑的安全性能。穩(wěn)定的三角形構(gòu)造，加上輕質(zhì)可再生紙質(zhì)材料和集裝箱，這些無疑都是最耐震的一種選擇。
2008年汶川地震后，坂茂就在成都市為華林小學(xué)設(shè)計(jì)了一所“紙”學(xué)校，該學(xué)校的主要結(jié)構(gòu)同樣是由低成本并且安全的特殊紙管搭建，在志愿者的幫助下，一個(gè)月內(nèi)便建成。
成都華林小學(xué)
免震結(jié)構(gòu)
免震結(jié)構(gòu)示意圖
“免震結(jié)構(gòu)”的原理很簡單，一句話說就是“你震我不震”。
免震結(jié)構(gòu)是在建筑物的下部設(shè)置既能支撐建筑物本體重量，又具有在水平方向自由變形能力的免震層，將地震時(shí)產(chǎn)生的水平變形集中于這免震層。
其實(shí)現(xiàn)原理一般是在地面和建筑物之間加入橡膠彈性墊或摩擦滑動(dòng)承重座等，把震動(dòng)的地面隔開，降低振動(dòng)強(qiáng)度，就如同在房子底下加了一個(gè)大彈簧。
免震層施工狀況
多層免震橡膠彈性墊
這種結(jié)構(gòu)在日本比較普遍，而且應(yīng)用得比較早，因此日本多數(shù)建筑物都會(huì)用這種免震結(jié)構(gòu)作為地基設(shè)計(jì)的基本方法。
制震結(jié)構(gòu)
大阪The Kitahama大廈
“制震”是讓建筑物在地震中，集中在一個(gè)地方造成損害，其他地方則不會(huì)發(fā)生損毀。
制震做法有很多種，例如在建筑物中設(shè)置各種球體，吸收地震能量，在地震過后，替換掉這些球體就可以保障安全。更普遍的做法是放置油壓器裝置，其作用相當(dāng)于保險(xiǎn)絲，油壓器裝置在高層建筑中十分常見。
三種抗震結(jié)構(gòu)的直觀展示
DUOX（有源雙減震器減震系統(tǒng)）
DUOX（有源雙減震器減震系統(tǒng)），實(shí)際上它是TMD（調(diào)諧質(zhì)塊阻尼器）和AMD（主動(dòng)質(zhì)量阻尼器）技術(shù)的組合應(yīng)用。
TMD系統(tǒng)應(yīng)用的一個(gè)簡單例子就是運(yùn)用鐘擺原理控制振動(dòng)。在建筑物中吊一個(gè)擺錘裝置，當(dāng)發(fā)生振動(dòng)時(shí)，建筑物產(chǎn)生晃動(dòng)的趨向，也會(huì)引起擺錘的擺動(dòng)，而擺錘會(huì)以相反的方向擺動(dòng)，建筑物總是被拉回原來的方向。
比如臺(tái)北101摩天大樓為了應(yīng)對因高空強(qiáng)風(fēng)及臺(tái)風(fēng)吹拂造成的搖晃，在大樓的88至92樓間設(shè)置了TMD。該TMD系統(tǒng)掛置一個(gè)重達(dá)660公噸的巨大鋼球，利用擺動(dòng)來減緩建筑物的晃動(dòng)幅度。這也是全世界唯一開放游客觀賞的巨型阻尼器，更是目前全球最大之阻尼器。
臺(tái)北101大樓中的調(diào)質(zhì)阻尼器
DFS（雙框架系統(tǒng)）
在建筑物的中心放一個(gè)剛性心軸，在它的外圍放一個(gè)由很多柱子和橫梁搭建的軟結(jié)構(gòu)建筑物。然后用減振裝置（油阻尼器）連接這兩個(gè)建筑物。
地震時(shí)，這兩個(gè)建筑物的硬度不同，晃動(dòng)的頻率也不同。所以變形的趨向也不同。心軸比較硬，晃動(dòng)會(huì)比較厲害，而建筑物通過油阻尼器的減振作用，大大降低了晃動(dòng)的幅度。
DFS結(jié)構(gòu)示意圖
全世界最高的自立式電波塔——位于日本東京都墨田區(qū)的東京樹，正是運(yùn)用了這個(gè)抗震技術(shù)。
建筑，不但要有普通的抗震結(jié)構(gòu)
而且應(yīng)該更高地追求免震和制震
這樣一個(gè)多地震國家
開發(fā)出的優(yōu)秀抗震技術(shù)
值得我們學(xué)習(xí)
地震來了，如何自救？
地震危害巨大，如遇突發(fā)地震，我們應(yīng)如何應(yīng)如何自救？
1）地震廢墟內(nèi)自救措施
（1）保持鎮(zhèn)定，不要亂喊亂叫；用手機(jī)求救，告知被困位置。
（2）掩護(hù)口鼻，清除身上物體，處理外傷。
（3）尋找食物、水，必要時(shí)用尿液解渴。
（4）不要亂跑亂跳，以免造成再次坍塌。
（5）避免松動(dòng)懸浮物，用磚石、木棍敲打硬物求救，等待救援。
（6）被困過久，適當(dāng)活動(dòng)手指、腳趾。
（7）對開放性創(chuàng)面進(jìn)行簡單處理。
2）避震原則
（1）發(fā)生大地震時(shí)，就近躲避，震后迅速撤離；處于一樓者，迅速外逃至安全地帶；近水不近火，靠外不靠內(nèi)；發(fā)生微震或小震，及時(shí)收聽廣播，掌握地震實(shí)時(shí)情況。
（2）地震時(shí)躲避位置：若在室外選擇開闊處躲避；若在室內(nèi)，選擇堅(jiān)固的三角空間（如墻角、桌子、寫字臺(tái)和堅(jiān)固家具旁邊）、小開間（如廁所、廚房等）、堅(jiān)固的桌子下方進(jìn)行躲避 ；在瓦片平房時(shí)，可躲在堅(jiān)固桌子底下。
（3）避震方法：
在家中，抱頭、閉眼、蹲在堅(jiān)固家具旁、墻角等處，注意避開玻璃；
在戶外，在田野、廣場處蹲下，不要隨意返回室內(nèi)，不可亂跑，避開人多的地方，注意避開高大建筑物及危險(xiǎn)物（如立交橋、高煙囪、電塔、牌坊等）；
在行駛的車輛中，司機(jī)應(yīng)將車輛停放在寬闊平地，乘客應(yīng)抓牢扶手、椅腳蹲下，等地震過后再下車；
在江河海邊，向高處轉(zhuǎn)移，遠(yuǎn)離海岸線，不要在堤壩處、堤壩上停留，離開橋面或橋下。
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