為什麼日本的房子很耐震？

縱觀日本房屋抗震性能發展的歷史，其實質就是日本建築法律法規不斷完善，不斷發展的歷史。每一次日本發生特大地震之後，國土交通省都會組織建築抗震調查，然後根據調查結果提出對《建築基準法》的修改意見。

作者：周而復

去年4月16日，日本熊本發生6.5級地震，日本的「抗震房」再次受到各國關注。

日本處於全球知名的地震帶，但就算地震襲來，也很少會出現大面積房屋倒塌的情況，這和日本的建房家裝工藝絕對是密不可分的，其先進的技術及精細的工藝確實值得很多國家學習。日本的抗震房是怎麼做的?

幾乎沒有磚房子以輕型牆面材料代替

在日本這個地震多發國家，建築物的抗震標準由《建築基準法》和《建築基準法施行令》嚴格規定。《建築基準法》規定，新建建築必須達到在百年一遇的地震中不倒塌、在數十年一遇的地震中不受損的抗震強度。只有設計符合該法的建築才被允許建造。根據這部法律，建築材料都要經過官方認證，不合格的建材很難在市場上流通。

目前日本的建築，在抗震方面基本上分為3類。一是耐震結構;二是制震結構;三是免震結構。所謂的耐震構造，其最主要的原理就是提高柱子和牆壁的強度和韌度，建築物總體經得住震動，目前主要採用這種方法。而免震結構和制震結構都是比較新的技術。在日本，將抗震結構的建築改為免震建築，成本只需增加5%~10%。

此外，日本建築在選材上也格外講究，比如在歐洲、經常被當作主要建築材料的磚瓦，現在在日本建築上幾乎已經找不到蹤影。磚結構建築在日本幾乎不再被使用，取而代之的是輔以輕型牆面材料的鋼筋混凝土結構。這種結構的建築既安全抗震，又節省能源。

地上55層、高185米，有日本最高的公寓樓之稱的埼玉縣川口公寓，就採用了與美國紐約世界貿易中心相同的建築材料——168根cft鋼管。這種鋼管的直徑最大達800毫米，厚度達40毫米，管芯中還注入了比通常混凝土強度高3倍的特種混凝土。

在冬天經常下雪的日本東北地區，為了應付積雪，當地人在建造房屋時，房頂多採用鐵板材料。建築研究院註冊結構工程師王瑋曾撰文指出：「用鐵板作為屋頂，比使用瓦片的建築物質量要輕許多。此外，為了禦寒，這個地區民居的房間門、窗開口的幅度較小，這使得房間更具有抗震性。房屋倒塌少，很大程度上減少了人員死傷。」

日本房屋建築中普遍使用的新型材料的共同特徵是質量輕、強度高，比如樹脂、加氣混凝土、碳纖維，即便倒塌墜落，也不會對人體造成嚴重傷害，而且安裝方便，蓋房子跟搭積木一樣輕鬆。

地基與地震隔絕術

1996年日本實行「耐震改建計劃」廣泛應用了隔震技術，普遍在房屋和地基之間加入減震層，利用建築物本身的晃動來吸收地震的能量。這種技術，就是在建築的底部安裝彈性橡膠墊，或者摩擦滑動承重座緩衝裝置來抵抗地震。這些橡膠層非常耐用，一般使用年限約60年，能夠把地震對樓房的搖晃程度減輕1/3到1/5。

地狹人多的日本有很多高層建築，為了抵禦地震的破壞，日本的高層建築也普遍採用這種地基地震隔絕的技術。

比如，三井不動產公司在東京都杉並區兼作的一座93米的免震結構公寓，建築物的外圍使用了高強度16積層橡膠，建築物中央部分也使用了天然橡膠系統的積層橡膠。在六級以上的地震發生時，這種保護裝置能使建築物的受力減少一半。

2011年日本東部發生強震海嘯之後的房屋(來源：百度圖庫)

推行這個技術后，房屋造價將提升，一般樓房的造價將提高10%，公寓樓的造價則會提高25%。

箱體式設計

為了提高傳統木結構建築的抗震能力，日本普通的民宅採用了箱體設計——這樣能夠保證地震發生時，房屋不會散開，即便在劇烈的搖晃中也可以整體翻滾，不至於損毀。2011年3月日本東部大地震引發海嘯時，電視畫面上能看到很多房子被整棟沖走，而沒有震散。

當然，專業技術人員還會定期對民房進行抗震加固等級評定，政府會酌情給予居民適當的補貼鼓勵。

2011年3月日本東部大地震引發海嘯，房屋被整棟沖走(來源：百度圖庫)

日本民居的箱體式設計圖紙

抗震房發展史就是建築法的不斷完善史

「每一次日本發生特大地震后，國土交通省都會組織力量進行建築抗震調查，根據調查結果提出對《建築基準法》的修改意見。」2010年上海世博會期間日本產業館建築製作人寺崎由起曾公開表示，日本建築師在設計建築時，會嚴格按照《建築基準法》的抗震要求。而且這部法律每幾年就會重新修訂一次。

回顧日本抗震建築發展的歷史，就是其建築法律法規不斷完善發展的歷史。

十九世紀後半葉，日本剛剛開始對地震的研究，那個年代，日本還沒有提出建築要有抗震設防能力。1892年，「預防震災調查會」成立，他們的目標是——提升木造建築的耐震性。

在那之後，日本建築抗震研究就開始進入了有科學世界觀指導的階段。1916年，日本建築家佐野利器提出「靜力震度法」，建議建築的結構設計中，水平力應該是結構重量的1/15，這樣能夠起到防震作用。

1923年，按照這種設計思想建造的日本興業銀行大樓落成。流年不利，同年9月，關東大地震就發生了，興業銀行大樓經受了考驗。於是，在第二年施行的日本都市建築法中，「靜力震度法」的原則，就成了抗震設計的規範。此後，日本的建築物進入抗震減災1.0時代。1968年，100多米高的霞關大樓建成，當時這個大樓採用的是預製鋼筋混凝土耗能剪力牆和鋼框架 結構。聽上去有點難，各位肯定聽說過裝修專業名詞「承重牆」，它是用來承受豎向荷載為主，而「剪力牆」則專門用來支撐水平負荷。簡單來說，那時候的思路就 是用stronger的材料來建造stronger的高樓，讓它們能夠抵禦強風和地震的搖動。

1924年開始，日本建築規範規定結構力計算要考慮抗震係數，在這方面日本當時走在了世界前列。

日本的《建築設計基準法》頒佈於1950年，之後幾經修改，其中比較著名的有1971年的修正。1995年的阪神大地震給日本造成了很大損失，而災后統計顯示，這次地震中受損建築主要建於1971年前，1981年後建造的房屋幾乎完好無損。

事實上，《建築基準法》1971年修正令強化了鋼筋混凝土柱的帶筋間隔距離，而1981年則全面實行「新抗震設計法」，引入了多個方面的新規定。

在上世紀七八十年代，日本的建築法律就有兩次重大修改。首先，這部法律否認了傳統的日本式木造住宅建築方法——木造軸框架法的抗震性能。這種建築方法是用石條在屋基上做柱子，然後放上木造框架，房頂則使用瓦片。經過專家認證，木造軸框架，這種本來就是不穩定的平行四邊形框架結構，再加上沉重的瓦塊屋 頂對地震的搖晃毫無抵抗能力，一旦塌落很可能造成人員損傷。」在1974年，日本從歐美引進了木造框架組合牆壁構造法 (two-by-fourmethod)建築技術。1982年重新修訂的《建築基準法》給予了這種施工方法支持。之後的地震證明，當時這個支持法案是對的。因為，根據新方法建造的住房沒有一間倒塌。

1995年經過修訂的《建築基準法》規定，高層建築必須能夠抵禦里氏7級以上的強烈地震。寺崎由起表示：「一個建築工程，要從政府部門獲得開工許可，除了要上交設計圖紙、施工圖紙等文件外，還必須提交建築抗震報告書。」抗震報告書的內容包括，根據地震的不同強度，計算不同的建築結構在地震中的受力大小，進而確定建築的樑柱位置、承重以及施工中鋼筋、混凝土的規格和配比。

此後，日本曾在1996、2000、2005和2006年四次修改《建築基準法》，將建築物的抗震標準一再提高。修訂后的法規將住宅、樓房抗震標準提高為：經得住6至7級地震搖晃而不會坍塌，尤其是商務樓要求能夠8級地震不倒，使用期限能夠超過100年。同時，日本還制定計劃到2015年，讓90%的住宅建築達到這一標準。