从西藏地震到关东地震 看日本高层建筑抗震设计

2010年11月19日，深圳2.8级地震刚刚过去，北京时间11月30日16时39分，在西藏自治区拉萨市当雄县(东经90.4度，北纬29.8度)，发生里氏5.2级地震。我们庆幸两次地震没有带来伤亡，同时看看日本在11月30号6.9级地震，也无人员伤亡的情况下。这应该给我们城市建筑设计者敲响一个警钟。本次我们搜索日本这个多震国家的首都建筑设计案例来分析下如何在城市中设计抗震级别最高的建筑。
高层建筑：抗震性一定弱吗？
中国城市发展速度飞快，高层建筑物也雨后春笋般的拔地而起。那么高层建筑是不是真的抗震性就弱呢？专家认为，只要建筑达标，高层建筑抗震性能不一定差。日本某公司的一座号称日本最高(地上48层、高243米)的东京都都厅，使用了与美国纽约世界贸易中心相同的钢管168根，确保了抗震强度。另外，该都厅还使用了刚性结构抗震体。如遇坂神大地震级别的地震发生时，柔性结构的建筑一般要摇动1米左右，而刚性结构建筑只摇动30厘米。
古旧建筑独户建筑：东京都都厅( Metropolitian Government Building)


日本设计师，丹下健三在1986年设计的东京都都厅，耗资1569亿日元。其主要结构形式为：铁骨构造、铁骨钢筋混凝土构造、钢筋混凝土构造结合体；在总层数达到51层之高的前提下，地上48层，地下3层；总高度：243.4m(屋檐量:241.9m)经历了二十几年的风风雨雨至今还竖立在日本首都东京。


东京都都厅外观设计
独户、古旧建筑独户建筑与高层楼房相比整体重量轻，积层橡胶不起作用。有效的抗震方法是在建筑物与基础之间加上球型轴承或是滑动体，形成一个滚动式支撑结构，这样可减轻地震造成的摇动。古旧建筑的抗震问题也得到了有关方面的重视。东京都台东区的国立西洋美术馆补修了抗震处理结构，东京都丰岛区区政厅也实施了补修工程。


东京都都厅外观设计
第一栋办公楼·设施
第一栋办公楼是高度243 m，向(以)竣工的时候抽出阳光60，炫耀在日栋第一的高度。此后，对横滨陆上标志塔(1993年竣工，296m)，给(对)六栋木的midtown·塔(2007年竣工，248m)让出了在日栋第一的座位东京一座位。 从开工竣工当时的东京都知事是铃木俊一。泡沫经济的进行中计划了的当时是在日栋第一超高层，也有模仿“巴别塔”、“泡沫的塔”，同时从被投入了的税金被揶揄「tax·塔」的事,不过，另一面，作为东京的旅游名胜之一在展望室里(上)访问的人不绝。夜间被照明。
展望室，在第一栋办公楼45层南北各自位置，从1层乘直达电梯55秒到达。利用费是免费。年末年初以外全年不休息，早上从9点半夜晚到23点开放着，夜景也能享受。酒馆和咖啡店和土产店并设也偷。地上48层为止有这个建筑物43·44·46～48层成为机器室普通利用者的进入不能(只有做44层的厕所利用可能)。
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东京都都厅外观设计
第一栋办公楼32层有由于外部托付业者(东京catering，西洋食物Systems)2公司的职员食堂和小卖部等，下厅者谁用自我方式都能利用。但设施的性质上，营业只平日。因为景色很好地，价格也合适受欢迎度高(贵)。因为如果从纵使即使不在1层自己也在的层乘电梯上到16·25层为向32层电梯能接着乘坐这个点可以说是便利(地下停车场需要使用专用电梯。必须再到45层展望台返回到1层，换乘为展望台专用电梯)


东京都都厅外观设计
设计·构造
这个建筑物以丹下健三的后期的代表作品之一，作为设计属于postmodern。一般认为第一栋办公楼，普通引用着巴黎的巴黎圣母院的形态。关于设计也有批判,不过，因为有特征的形态，完成了作为陆上标志功能。同时，第二栋办公楼，同样的丹下设计了的新宿公园塔匠心性的共同点能看。
构造性采用着super structure方式，第一栋办公楼，第二栋办公楼都，关于1栋在8个超级柱子和每10层的超级房梁支撑建筑物全部，确保着19.2m墩距的无柱空间。super structure方式，由于同样的丹下的设计的富士电视台约翰总社等也被采用。
弹性建筑：东京电通大厦（Dentsu Tower）


东京电通大厦外观设计
地震高发区日本在这方面也特别有经验，他们设计了一种“弹性建筑”，有较好的抗震性能。日本东京建了12座弹性建筑，其中东京电通大厦就是其中一栋。经东京发生的里氏6.6级地震考验，证明在减轻地震灾害方面效果显著。这种弹性建筑物建在隔离体上，隔离体由分层橡硬钢板组和阻尼器组成，建筑结构不直接与地面接触。阻尼器由螺旋钢板组成，以减缓上下的颠簸日本早就不用砖头盖房子了，五彩缤纷的“瓦片”是塑料制成的。日本民用建筑的“墙体”多是“整体结构”，就是一大块儿、一面整体的“墙”。这些墙体结构的内部是类似石棉一类的充填物。日本各城市都在“防震建筑”上大做文章，有的城市建筑物的地基部分加上硬质橡胶和钢板，使建筑物本身结构有了弹性，能抗7级左右地震。


东京电通大厦夜景


东京电通大厦外观细节


东京电通大厦内部结构设计
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日本地震还给建筑师们留下一个重要的思考题：建筑物、桥梁和其他建筑结构的设计仅考虑到防止生命损失是不够的，还必须使它们达到在地震以后能使城市继续运转的要求，诸如能源、通信、供水等现代“生命线”，必须具备更强的抗震防灾能力。日本目前已建立了一套电脑化的地震报警系统，能在大地震发生几秒钟内切断煤气、水、电等公共设施的供应。同时，日本正在普及用于公共机构和住宅的独立单元式安全供电、供水等设备。


东京电通大厦照明设计


东京电通大厦室内设计
在东京银座附近的汐留，有一栋与松下东京总部比邻的四十七层的多功能建筑——电通大厦，这就是全球著名的广告业领导者日本电通公司总部所在地。这栋“电通王国”的办公大楼，集办公、餐饮、娱乐、剧院、图书馆等于一体，已经成为游人观光游览的场所。这是电通公司成立以来总部的第三次搬家了，从最初的银座到筑地，再到现在的汐留。电通总部不断变动，规模越来越大，这正是电通事业快速发展的最好注释。
严格的法律规定：东京歌剧院（Tokyo Opera House）




日本《建筑基准法》规定，日本的高层建筑必须能够抵御里氏7级以上的强烈地震。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。这一报告书主要内容是，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。
日本法律还规定，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。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。







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“东京歌剧院”设由著名建筑设计师彼得·埃森曼设计，1985开工。这个新的国家大剧院设计包括三个剧院(黑盒剧场，一个1000个座位。表演空间，和一个1800个座位的歌剧院)，排演空间，办公空间，地下停车场。
“东京歌剧院”是一个文化长廊，办公及商业综合大楼的新戏，在与私营部门和国家合作建立的。
“东京歌剧城，”大致分为市区，歌剧，芭蕾舞，现代舞，音乐剧和现代的“新国立剧场”的1,632家两层带阳台名员工“东京歌剧城“新的复杂，展示艺术时代电子媒体”日本NTT通信中心间国际刑事法院“，艺术博物馆，形成了一个艺术和音乐厅的最佳基地”艺术区“三区组成和的。
东京歌剧和“新国立剧场，”总长度200米之间的玻璃，“广场”和“中庭”，一个室外广场，“沉没”和其他公共场所，餐厅和商店周围，空间的观点餐厅开始50店聚会“美化市容的商业地带。”
地下二层，地上54层，约234万高层大楼“商务区”工程的。“艺术区”的音乐会中，无论是设施和举办各种活动，每天，“商业设施区”，“东京歌剧城”，在空气中所有结合起来，创造一个城市的文化区，也可以享受购物的乐趣和周围的剧院餐厅。
局部浮力：京王饭店




近日日本开发了一种名为“局部浮力”的抗震系统，即在传统抗震构造基础上借助于水的浮力支撑整个建筑物。据日本媒体报道，普通抗震结构把建筑物的上层结构与地基分离开，以中间加入橡胶夹层和阻尼器的方式支撑建筑物。相比之下，“局部浮力”系统在上层结构与地基之间设置贮水槽，建筑物受到水的浮力支撑。水的浮力承担建筑物大约一半重量，既减轻了地基的承重负荷，又可以把隔震橡胶小型化，降低支撑构造部分的刚性，从而提高与地基间的绝缘性。地震发生时，由于浮力作用延长了固有振荡周期，即晃动一次所需时间，建筑物晃动的加速度得以降低。6到8层建筑物的固有周期最大可以达到5秒以上。因此，在城市海湾沿岸等地层柔软地带也可以获得较好抗震效果。此外，贮水槽内贮存的水在发生火灾时可用于灭火，地震发生后可作为临时生活用水。这一系统成本并不算高。以8层楼饭店为例，成本比普通抗震系统高出大约2％。








（来源：太平洋家居 http://www.pchouse.com.cn/）
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