《熊本地震一个月》日本房屋抗震结构灵感来源于一只旅行箱!

抗灾与防灾 2016年05月24日

人类历史上,从来不乏多难兴邦的先例。且不说千年来受苦受难,颠沛流离的犹太人,单看日本,位处环太平洋火山地震带,每年各类自然灾害发生的频率可能比不少人一辈子见过的都要多。也是在长期与地震对抗的过程中,造就了日本建筑举世无双的抗震能力,而这要归功于日本优秀的结构抗震设计。

1923年9月1日的关东大地震中,整个东京几乎化为废墟,在核心商业区丸之内,按照欧美技术建造的大厦也被摧毁,但却有一幢建筑安然无恙,它就是日本兴业银行总部大楼。而这座大楼的抗震设计者,是在1924年提出"架构建筑抗震结构论"的日本"抗震结构之父"内藤多仲。而启发他构建这一理论的灵感来源,却是一只小小的旅行箱。

《熊本地震一个月》日本房屋抗震结构灵感来源于一只旅行箱!

内藤的作品东京塔

在内藤理论诞生之前,日本建筑界以欧美理念为主,材料多用砖石。在地震频发的日本,用这些笨重且脆弱的材料的后果可想而知。有一年,内藤去美国留学时,因为箱子里行李太多,就把分隔板拆了,结果到地方发现箱子整个被挤坏了。内藤就想,莫非箱子里面的这个分隔板对于箱子抵抗外力有一定的作用。从这个想法出发,结合之前学习的船结构理论,内藤提出了以"抗震壁"(又称耐力壁,承重壁)为核心的结构抗震论,让地震发生的破坏力不直接作用于建筑,从而防止建筑物受损。这也被认为是日本结构抗震研究的起点。

地震使建筑物摇晃倒塌的原因,是由于建筑物直接固定在地基上的缘故。当地震能量传向建筑物时转变成建筑物的振动能。支柱和墙壁一旦吸收这种振动能就会遭到破坏。如果使建筑物脱离地基,即使地基摇晃建筑物也不会摇动,这一设想在现实能办到吗?回答是肯定的。免震抗震技术就是使用免震装置吸收所有振动能的技术,阻止地震力进入建筑物,即使进入也要把它限制在最小的程度。简单地说,就是"不让地震再现"。免震抗震技术具有对付大地震时晃动的功能,而且无需维护。这是一种有效的抗震方法。

以这只旅行箱的"抗震"原理为起点,内藤提出的"架构建筑抗震结构论"得到了日本政府的高度重视。后来,政府根据该理论颁布了《市街地建筑物法》,首次规定所有建筑物必须测定地震时能够承受地"水平震度",这是今天在日本获得建筑开工许可所必须提交的《抗震报告书》的雏形。也是从那时起,木、钢和钢筋混凝土开始成为日本建筑的主要结构材料。最近一段时间,有一段视频在我国网上流传得非常广,是熊本地震时一个餐厅内部监控拍下来的:餐厅所在的整个大楼被晃得几乎看不清画面,但是正在用餐的客人们都坐着不动,没有一个人往外跑,大家甚至还镇定的把住桌子上的杯子,不让杯子掉到地上。临危不乱的底气,就在于对举世无双的日本建筑抗震能力的信心。从这个层面来说,内藤的这只箱子,跟砸到牛顿头上的那只苹果,也许作用其实是一样的。

《由于读者反馈通过本文更多解了熊本的震后情况,所以借客观日本之地再介绍一下。》

文/李优新 图画/笔者提供

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