浅谈日本建筑的抗震设计工程论文.doc

浅谈日本建筑的抗震设计_工程论文 　　 前言：2011年3月11日在日本本州岛仙台港以东130公里处发生9级地震我们暂且不去考虑任何政治原因，只从房屋损毁及人员伤亡程度较我们的汶川地震相比，区别在什么地方最近在上网时也看到了一些关于日本的建筑在抗震设计方面的文章，这让我想起了在日本的两年半中也不知经历了多少地震，虽惊却无险所以也想就我的感受写一些我了解的日本建筑　　 关键词：抗震 建筑 PCaPC 设计 日本　　 我们都知道日本岛本身就是欧亚板块和太平洋板块相互挤压而形成的，处于地震多发地带，所以日本在地震研究方面就不惜代价，以确保国民的安全，也恰是这一点也是所有到过日本的建筑人员非常感兴趣2005年5月份应日本PS三菱株式会社的邀请参观了他们承建的位于千叶县中央公园附近的Wellith Garden，这时一栋19层楼的公寓式住宅，使用的就是他们公司引以为傲的抗震技术—PCaPC工法　　 PCaPC工法是PreCast Prestressed Concrete的缩写，主要的意思是预制混凝土拼接安装成的建筑其主要构件都是经过严密计算在工厂进行加工，和我国的桥梁施工有异曲同工的程度，现场再使用应力钢筋进行组装，使整个建筑在一个整体上达到均匀受力，整体协调，取得最佳的抗震效果。

这种施工方法有利于在狭小的施工作业面中进行施工，且节省施工周期　　 日本的建筑法有很严格的对抗震方面的规定，比如日本的高层建筑必须能够抵御里氏７级以上的强烈地震；只有一级建筑师以上的人才能有资格编制抗震报告书，而且，报告书中的相关计算必须要使用国土交通省认可的专用程序等等一个建筑工程为获得开工许可，除了设计、施工图纸等文件外，还必须提交建筑抗震报告书这一报告书中要根据地震的不同强度，计算不同的建筑结构在地震中的受力大小，进而确定建筑的梁柱位置、承重以及施工中钢筋、混凝土的规格和配比普通的一个８、９层公寓楼，其抗震报告书动辄厚达两三百页建筑抗震报告书必须经过相关部门或人员的检查，确认无误后才能开工　　　　 日本的建筑师在抗震设计中比较成熟的设计理念，而要达到所需要的抗震效果，日本的设计单位首先会在建筑物下方设计一个特殊的抗震层以缓解作用力的平衡和均匀传递这种在建筑物底部安装橡胶弹性垫或摩擦滑动承重座等抗震缓冲装置的设计，在日本叫“地基地震隔绝”技术　　 在日本，每一个建筑公司都有自己的地震研究所，每一个建筑公司所设计的抗震层都不一样，这也是日本建筑公司基本是设计施工一体的主要原因当然也有设计施工分开进行的，但大都是体量较小、高度较矮的建筑，而为了提高传统木结构房屋的抗震能力，日本最普通的民宅也基本设计成箱体建筑，地震灾害发生时房屋可以整体翻滚而不损毁。

也有较大体量的建筑由多家建筑公司共同参与的，如东京港区六本木大楼的施工就结集了日本各个有名的建筑公司共同进行的　　 大多的日本建筑均是柔性建筑，先在基础垫层上设置抗震带，以钢柱钢梁为骨架，钢筋混凝土为辅助进行施工，从外面看与我们的建筑没有太大的区别，但在抗震效果及耐久性方面上却大大的增加，不影响内部空间的使用效果及外墙装饰　　 但在参观Wellith Garden时，他们摒弃了一般的柔性建筑的施工，而改用刚性为主，柔性为辅的设计风格在参观基础部分的抗震带只是进行了参观，不给拍照，也没有讲解但在上部主体结构的施工中做了很多的讲解这一部分也是PS三菱公司自己的特色部分，最大程度运用了本公司的自有资源及特殊地位就像右图中在抗震设计中主要以PC钢纤作为力的主要传导媒介，在柱与柱、梁与柱、梁与板、柱与板之间进行紧密连接，且又不是主要使用混凝土进行连接，而主要以钢纤进行连接　　 本工程总工期为19个月，和大部分工程的相同之处是地下部分的施工比较复杂，开挖、降水、护坡、地基、抗震层等的施工就历时半年，这半年的时间也是工厂预制加工的时间真正到地面主体结构施工时比较快，19层仅用了不到半年时间完成，而后的时间都是用到了外装和内装、清扫、交工的时间。

日本人是比较懂得生活的民族，在内部装修上花的精力要远远大于外部装修，表面上奢华不代表生活品质的提高这一点很值得我们学习，因为他不只是一栋楼房　　 而支撑整个建筑主体的部分就是预制构件之间的钢纤，它把力进行了合理的分割和传递，使建筑整体不会因为地震带来的冲击而左右摇摆，而是把地震冲击力迅速的传到底下的抗震层上　　 具体的施工基本分成三个部分：　　 第一，工厂制作加工阶段，这一环节非常重要所加工的预制件全部根据图纸放样，由设计师重新测算后方可加工；　　 第二，成品确认后，根据需要分批运到现场，在现场进行组装，钢纤连接，加固日本的施工工地中基本没有大型的材料堆放场地，基本当天的材料当天用完，只有小型的工具房；　　 第三，装修阶段内外同时进行，这时候才是他们施工人员最集中的时候，但是施工有序，互不干扰，内装的材料在屋内，外装的材料在屋外，相互也不乱放最后是成品交付　　　　 上图更加完整的说明了整个超高层住宅的施工过程，预制板上的洞眼就是钢纤的位置，而相互之间的连接如下图：　　　　 而到了标准层时每一层的施工工序就基本一样了，PS三菱公司把它叫做9日施工法，就是9天一层也许用我们的施工概念难以相信，但他们却一直在这么施工，且取得了良好的效果，也赢得了口碑，抗震技术上也已经被认可。

　　 下面就简单的介绍一下他的9日施工法　　 第一日：主要为校准平面、预制柱的吊装伴随着侧面场地的整理，PC柱、PC梁的搬入主要施工工具为塔吊　　 第二日：内墙组合筋吊装，内墙主龙骨开始组装绑扎，并于柱紧密连接，主要施工工具为吊装机，钢筋绑扎工，线形校准，为下一步做好准备　　 第三日：继续内墙施工，进行场地清理，确保场地工整，梁开始吊装，柱张力调整，PC柱的钢棒进行连接校准主要施工工具为塔吊　　 第四日：开始梁与柱之间的钢纤连接，并再次校准以达到力的均衡内墙与地面的连接主要使用机具为直拉机，确保钢纤最大限度的保证整体统一　　 第五日：本层屋面预制板吊装，分段分块施工主要施工工具为塔吊　　 第六日：屋面钢筋绑扎，主要使用钢筋工操作外侧走廊预制件吊装并严密固定　　 第七日：屋面钢筋校准，电梯钢结构安装、电梯外墙壁PCa预制板安装电梯的安装约主体结构3层施工一次　　 第八日：继续屋面钢筋校准，梁的张力调整阳台露台吊装　　 第九日：屋面混凝土工程，并且将下一层所需材料陆续进场　　上面就是他们的九日施工法，虽然说的简单，但实际操作非常复杂，每一个工人都要认真对待，且每天的开工前的会议非常重要，每一个人都必须对今天的工作进行严密的安排，考虑到所有可能出现问题的因素，制定周密的解决方案，绝不可能想到什么地方做到什么地方。

这种认真的程度应该讲是没有哪个国家的人能做到的，却也是所有施工人员应该学习的　　我当时只有2个小时的参观时间，也只能走马观花的了解一些，且翻译并非专业的工程人员，大多的情况只能通过翻译的解释并结合我所知道的施工内容进行联想，不免挂一漏万，只是希望通过此篇文章能对我国的设计和施工有一些帮助，也希望了解更多的专业人员进行指正　　　　 后记：其实在整个的参观中我都在思考一个问题，我们完全可以借鉴日本的抗震经验，加强建设工程抗震防震监管；基础设施、公用设施要按照抗震设防要求和抗震设计规范进行规划、设计和施工，引导建房时采取科学抗震措施；着力加强学校、医院等人员密集场所抗震防震建设并且我感觉这其实就是将桥梁技术用于建筑的施工中，我国有更丰富的桥梁资源，有源远流长的历史文化背景，我们应该能更好的利用这些资源，不要再让我们“到钱塘江上看断桥”， “到上海看睡楼”……真心的希望我们的设计人员能把心思用在研究上、施工人员能质量放在首位，让美观和使用并存　　 。