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設計秘密:建筑如何與地震抗爭

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2008-06-27  來源:中國混凝土網(wǎng)  作者:21世紀經(jīng)濟報道
核心提示:設計秘密:建筑如何與地震抗爭
  坐在中銀大廈的會議室內(nèi),日建設計(Nikken Sekkei)上海董事長、一級建筑師陸鐘驍先生指著窗外說,陸家嘴(12.28,-1.19,-8.83%,吧)地區(qū)中的花旗大廈等七座超高層建筑物都是自己參與設計的。早在2004年,日建設計完成了全球最大的地震研究裝置“E-Defense”,它屬于兵庫耐震工學研究所,可模擬出八級、九級地震,在這個地震臺上可建造一棟實際的六層樓建筑,來研究真正地震對于混凝土結構的影響是如何造成的。一個月前,日建設計在公司內(nèi)部出版了一份“New Horizons in Structural Design”,詳細地總結了其在抗震結構與免震結構設計領域所擁有的傲人成績:對于長周期地震自行開發(fā)的設計軟件,如何規(guī)劃出最適合某一建筑的抗震等級,提供最佳減震結構和免震結構方案,采用有效吸收地震能量的系統(tǒng)……這些信息都將幫助我們深入了解最新的建筑抗震技術以及更多的成功經(jīng)驗。 

  《21世紀》:您對于日本的建筑物抗地震規(guī)范有哪些了解? 

  陸鐘驍:日本和中國是一樣的,每經(jīng)過一次重大的地震災害,有關地震的規(guī)范是在不停更新的。日本現(xiàn)有的抗震規(guī)范是在1981年更新的,當時的仙臺地震出現(xiàn)了房屋倒塌等問題后,對于巨大地震的建筑抗倒壞規(guī)范提高了一個等級,五百年一遇的地震(即五十年中地震發(fā)生概率是10%)后,建筑物不能對人生命造成威脅,這也將整個建設標準提高了一個檔次。而阪神大地震中的建筑物倒塌情況在調查后發(fā)現(xiàn),這些建筑物正是在這新規(guī)范出臺前所建造的。所以說,任何一個國家的地震規(guī)范都是根據(jù)它所受到地震災害慢慢進展的。這是一個相對的過程,而不可能對標準一下提得很高,否則對經(jīng)濟性有影響,無為的浪費投資,比如,水泥和鋼筋用得過多對于環(huán)境是有害的。地震還分地域性的問題,四川發(fā)生了這次大地震,但上海究竟要不要把地震等級提高到這個程度?我認為,完全沒有這個必要,你的城市并非位于地震的斷層上面。在這方面,上海建筑物抗震標準是日本的三分之一到四分之一,這就夠了。 

  《21世紀》:在結構設計中,建筑物實現(xiàn)抗震現(xiàn)在主要有哪些類型? 

  陸鐘驍:第一類是抗震設計,即抵抗地震,是硬性的,中國現(xiàn)在主要做這類設計,比如用斜撐來抵抗。 

  第二類是制震,即怎么來巧妙地制服地震,在超高層建筑上運用較多,比如我們在名古屋做的一棟超高層,首先計算出建筑結構上最薄弱的三個點(8層、27層和44層),并在此設置油壓裝置,這些節(jié)點在地震來臨時是可運動的,把地震力吸收掉,以避免建筑主體遭受破壞,在頂層安排了制震裝置,這個重量確保與地震波反方向運動、保持建筑物的平衡點;低層裙房與主樓的連接部位上則以水平方向的油壓裝置來吸收地震引起的變形,否則兩者可能在地震中互相撞擊。在應力點上還運用軟鋼,讓破壞力只可能斷裂或者扭曲這些裝置,震后它們是可替換的,這樣就可保存主體結構。 

  第三類是免震,即如何免除地震加速度,通過彈簧或是減震橡皮把建筑托起,避免地震的影響。在日本已很普及,把歷史保護建筑支起來,在其地基下面裝上免震裝置(Isolation layer),例如,我們曾和安藤忠雄合作將明治時期老建筑上野國立圖書館做加固改建。 

  《21世紀》:能否請您舉幾個最新完成免震裝置設計的案例? 

  陸鐘驍:我們公司也做了很多賦予老建筑以新的生命力的個案,把造型設計與新的耐震加固設計結合在一起。最近,我們正在修復京都的東本愿寺,它是受到中國唐代影響最大的日本寺廟,首次嘗試把全木結構的古建筑基座全部抬起,在底部加設免震結構,是近三千平方米的工程。免震層做在建筑底部已很普遍,但低層建筑受地震因素影響較小,因此主要是高層的軟弱部分,東京的汐留住友大廈綜合了辦公與酒店的兩部分,我們利用該建筑辦公、酒店綜合使用特點,在超高層部分首次采用中間層免震結構,大地震時建筑物晃動程度可以降低50%,并在高空部分徹底實現(xiàn)25m×12m柱距和眺望窗,共享開放中庭的長腿柱和節(jié)點部位,全部用鋼花玻璃制成,共享中庭部分的玻璃幕墻可以達到很高的透明度。最近,在名古屋剛落成的螺旋形大廈“Mode Gakuen Spiral Towers”是一所大學,圓柱形建筑主體被稱為Inner truss tube,外周架構是三維扭曲的三片“Wing”,這樣對于免震設計的要求就更復雜了。 

  《21世紀》:對于這次四川災后重建,您是否有參與的計劃? 

  陸鐘驍:我還沒有直接的聯(lián)系,其實,還有很多其他地方需要幫助。在這次地震前,我已被朋友邀請參與在云南捐造20多所小學的計劃,當時一起討論的更多問題是有關安全、學??臻g、色彩、零耗能的研究,包括怎么利用自然光、以最少的能源把學校建立起來,并且山區(qū)的孩子們同樣有權利感受對于美的空間的認識,現(xiàn)在已完成了兩個學校的選址,第一個學??赡苁羌乃藁蚓植考乃藿Y合的中心小學。 
 
 
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