[浅析日本免震建筑设计] 2018年建筑设计崩溃

　　Introduction of Japanese Isolation Building Design　　1 日本建筑抗震设防体系　　日本的建筑抗震设防体系主要分为三种形式：耐震、免震和
　　制振。
　　耐震构造是在大地震发生时建筑物不致倒塌却允许发生破坏
　　的结构，但是不能保证室内家具不倾倒伤人，也不能保证家庭财产
　　不受损失。
　　免震构造是在免震层设置积层橡胶来吸收地震能量，将大地
　　震造成的激烈地表运动控制并削弱成为建筑物的缓慢位移的结构形
　　式。免震构造的理论极限可以达到使房屋彻底不震的程度。
　　制振构造是对耐震构造的补充。通过在建筑物内设置制振构
　　件减少地震对房屋主体结构的破坏，减小房屋震动，控制房屋水平
　　变位。大地震时，这些构件最先吸收地震能量、承受地震力并先行
　　破环。制振构件适用于高层和超高层建筑，尤其应用在钢结构房屋
　　中效果较好。
　　耐震设计的主要方式是通过加强建筑物本身结构构件抵抗地
　　震力，免震和制振结构则是通过有效的手段抑制地震能量，避免
　　地震能量传递到建筑物。耐震构造相当于中国的抗震，制振构造
　　相当于中国的减震，免震构造则相当于中国的隔震。其中免震建
　　筑隔绝地震力的效果最为明显。大地震时，耐震建筑上下部分均
　　有晃动，建筑物顶层变形大；制振建筑上下部分均有晃动，建筑
　　物顶层变形没有耐震建筑大；免震建筑整体晃动，建筑物内部几
　　乎没有变形。
　　2 日本建筑物抗震等级分类
　　日本建筑物抗震等级主要分为五个级别，分类的原则也是与
　　摘 要
　　关键词
　　日本是一个地震频发的国家，多年的地震经验和教训让日本建筑抗震设防体系快速发展并完善。
　　以建筑师的视角介绍日本抗震设防体系中的免震建筑，旨在为同样遭受地震灾害的我国提供一些
　　借鉴。
　　耐震 制振 免震 免震设计
　　中国的抗震设防原则一致的“小震不坏、中震可修、大震不倒”。
　　3 耐震、制振和免震建筑的耐震适用等级以及和建筑高
　　度的关系
　　日本的结构设计师根据建筑物的抗震等级和建筑物的高度总
　　结了一个各种结构体系的适用范围。跨度最大的还是制振
　　结构体系，免震其次，最后是耐震。免震建筑在高度上的极限差不
　　多是120m，制振则可以达到200m 左右。
　　4 免震构造
　　免震构造主要包括三部分：免震层上部结构、免震层和免震
　　层下部结构。
　　4.1 免震建筑物模式图
　　4.2 免震部件
　　免震层的主要组成部分是免震部件，免震部件主要分为免震
　　器和阻尼器。
　　免震器：避免地震力传递到建筑物并保持建筑物稳定的构件，
　　构造重点是容易产生在水平方向的位移并同时支撑建筑物并保持建
　　筑物稳定，主要有以下几种：积层橡胶支座、滑动支撑和滚动支撑。
　　常用的是积层橡胶支座。
　　阻尼器：地震时建筑物的振幅会很大，阻尼器的主要作用是
　　伴随地震的振幅和震动速度吸收地震能量以达到抑制振动的作用。
　　阻尼器主要分为以下几种：用钢材和铅制成的金属阻尼器，用类似
　　油那样的柔性流体材料制成的流体阻尼器，利用摩擦阻力制成的摩
　　擦阻尼器。最为常用的是U 型铅阻尼器和钢棒阻尼器。
　　兼具免震器和阻尼器机能的免震构件：如铅芯积层橡胶，
　　橡胶自身有衰减机能的高衰减积层橡胶和利用摩擦力减少摇动的滑
　　动支撑。
　　4.3 免震构造的分类
　　根据免震层位置的不同，主要分为设在建筑物最下部的基础
　　免震和设在建筑物中间的中间层免震。基础免震
　　的免震层由于在建筑物底部与建筑物使用空间没有联系所以不需要
　　防火保护，而中间层免震的免震层则需要进行一定的防火保护（日
　　本免震建筑公告规定，对于高度60m 以下的建筑物，有免震层应
　　设置为基础免震）。
　　4.4 免震建筑的适用范围
　　从原则上讲，免震建筑适用于所有的建筑物，在日本主要用
　　于以下用途的建筑物中：1）核电设施及危险品仓库；2）政府办
　　公大厅、消防局、警察局、电视台及大型公司总部；3）医院、学
　　校、老人院及残疾人设施；4）研究机构、计算机中心；5）美术馆、
　　博物馆、图书馆及文化财产、历史遗迹和古迹；6）集合住宅、独
　　立住宅。
　　4.5 免震建筑的优点
　　免震建筑具有如下优点：1）大幅度减少上部结构的地震作用
　　力, 增加建筑物在地震时的安全性；2）不仅能够保护生命安全,
　　而且能够保护财产安全，维护建筑物机能，满足震后的使用需求；
　　3）预防二次灾害的发生, 保护贵重物品及收藏品；4）减少因震动
　　带来的身心不安和不舒适感；5）提高设计的自由度：正是因为免
　　震构造的设计，免震层上部空间的结构计算得以解放，从而可以获
　　得更大跨度或者更小结构构件尺寸的建筑空间。
　　4.6 免震建筑的设计思路
　　（1）设定耐震性能指标及免震层位置：经与建设业主协商而
　　确定耐震性能目标，并根据实际情况决定采用基础免震还是中间层
　　免震。
　　（2）免震层的基本设计：根据场地情况等确定免震层的一些
　　基本特性值。
　　（3）免震层的细部设计：设计和选择免震部件，设定地震荷
　　载以及对地震应力进行解析，规划和配置积层橡胶和阻尼器，模拟
　　地震波进行地震力解析。
　　5 免震建筑案例
　　5.1基础免震案例
　　日本长野县某建于2004 年12 月21 日2006 年2 月8 日的