日本建筑抗震減災(zāi)信息技術(shù)應(yīng)用新趨向

今年元月17日是日本阪神地震8周年紀念日。近年來，日本不斷加大城市防震減災(zāi)的新技術(shù)開發(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，許多高層公寓開始銷售不久即告罄。一個重要因素是這些高層公寓多半與高層寫字樓作了同等水平的抗震設(shè)計。日本大京公司的一座號稱日本最高(地上55層、高185米)的公寓(建在崎玉縣川口市)，使用了與美國紐約世界貿(mào)易中心相同的CFT(鋼管)，確保了抗震強度。這種鋼管的直徑最大達800毫米，厚度達40毫米，而且鋼管中還注入了比通常混凝土強度高3倍的高強度混凝土，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，靠整個建筑來減弱地震引起的搖動，但在強風(fēng)刮過來時，樓的結(jié)構(gòu)也會發(fā)生一定的搖動。采取了剛性結(jié)構(gòu)后，搖動大大降低。如遇阪神大地震級別的地震發(fā)生時，柔性結(jié)構(gòu)的建筑一般要搖動1米左右，而剛性結(jié)構(gòu)建筑只搖動30厘米。三井不動產(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93米，建筑物的外圍使用了新研制的高強度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，就可將建筑物的受力減少至二分之一。三井不動產(chǎn)公司2000年已向市場投放40棟這種建筑。

大林組開發(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，該裝置可將強風(fēng)造成的搖動減輕40%，同時也可提高抗震能力。日本清水建設(shè)也開發(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。

獨戶、古舊建筑獨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體，形成一個滾動式支撐結(jié)構(gòu)，這樣可減輕地震造成的搖動。古舊建筑的抗震問題也得到了有關(guān)方面的重視。東京都臺東區(qū)的國立西洋美術(shù)館補修了抗震處理結(jié)構(gòu)，東京都豐島區(qū)區(qū)政廳也實施了補修工程。

2。實施系統(tǒng)的災(zāi)害預(yù)測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算機對地震造成的物理性損壞進行預(yù)測，并從地產(chǎn)的證券化等角度對建筑物進行地震風(fēng)險評估。日本大林組開發(fā)出一套使用地理信息系統(tǒng)的計算機地震預(yù)測系統(tǒng)，在假定某地點發(fā)生地震的情況下，該系統(tǒng)可在畫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，開發(fā)了一套地震災(zāi)害簡易評估系統(tǒng)，可根據(jù)地震的破壞程度測算出寫字樓遭遇地震時的損失金額。

二、開展合乎減災(zāi)大趨勢的綜合減災(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)開拓研究中心。該中心是基于阪神大震災(zāi)的經(jīng)驗教訓(xùn)，綜合工程學(xué)、社會科學(xué)等研究領(lǐng)域，旨在推進更廣闊視野的研究開發(fā)而成立的。它作為理化學(xué)研究所的機動性尖端研究項目而開展活動。該中心的綜合研究課題是“以減輕城市區(qū)域地震災(zāi)害為目標的開拓性研究”，尤其突出三個項目作為支柱項目：

1。地震災(zāi)害過程綜合模擬研究主要研究內(nèi)容是發(fā)生地震后的災(zāi)害對應(yīng)工作的高度信息化，為模擬地震災(zāi)害過程而構(gòu)筑的假想環(huán)境，綜合性地震對應(yīng)模擬系統(tǒng)的開發(fā)。研究思路是對地震災(zāi)害，特別對概率低而一旦發(fā)生則造成巨大災(zāi)害的大城市地震災(zāi)害過程有正確了解，深刻理解地震發(fā)生因素、致災(zāi)因素、個人和社會對該過程的反應(yīng)，最后建立其理論模式。同時引進高新技術(shù)，建立能直觀掌握災(zāi)害過程的模擬系統(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。開發(fā)為地震危機管理服務(wù)的災(zāi)害信息系統(tǒng)主要研究內(nèi)容是開發(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)對應(yīng)系統(tǒng)等。研究的主要目標為減災(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)資料的準備、引進尖端技術(shù)、防災(zāi)部門的相互聯(lián)系、向居民迅速傳達信息等。同時還要吸收地震工程學(xué)、信息通訊、遙測等許多領(lǐng)域的尖端技術(shù)，建立危險管理所必須的災(zāi)害信息系統(tǒng)，開發(fā)應(yīng)急對應(yīng)系統(tǒng)等。

3。地震時城市構(gòu)造物破壞機制和城市的脆弱性評價的研究主要研究內(nèi)容包括強震動對構(gòu)造物的輸入過程和輸入機制，強震時構(gòu)造物的反應(yīng)、破壞的評估。研究思路是地震災(zāi)害發(fā)展過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)害過程，開發(fā)城市構(gòu)造物對地震的脆弱性具有可靠性高的評價方法。地震防災(zāi)開拓研究中心將成為促進工程學(xué)、理學(xué)、人文、社會科學(xué)、信息等多領(lǐng)域的研究者合作、交流、研究的場所。
為提高社會地震防災(zāi)能力和水平，該中心通過報告、研討會、網(wǎng)絡(luò)等方式，將研究成果廣泛地向國內(nèi)外進行傳播。該中心一面加強和有關(guān)部門的聯(lián)系，一面積極與國外進行信息和人才的廣泛交流，推進以亞太地區(qū)為中心的國際研究交流活動，使之成為國際性研究交流場所。該中心將實施對所有研究項目、課題由地震防災(zāi)領(lǐng)域以外的其他部門的一流研究者進行評價的辦法，而后將評價意見應(yīng)用于研究計劃的修訂和改進自己的研究工作中。

幾年來，在這種綜合減災(zāi)思路下，日本城市抗震減災(zāi)及其應(yīng)急機制已逐步建立起來。