2013年01月25日09:44
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人們在考慮建造一座住宅時，總是會介意“地震對策”。
不過，即便籠統(tǒng)地說“地震對策”，也可以想到很多事情。
因為最可怕的是房屋倒塌，所以應(yīng)該修造得硬實又堅固；抑或，在建筑物中采用撓性材料，使其不容易損壞；又或者，在房屋與地面之間墊上類似緩沖材料的東西，使房屋不易搖晃……哪種方式好呢？
實際采取的地震對策也是以上述思路為基礎(chǔ)，分成了“抗震”、“減震”及“隔震”三種機制。
抗震是指通過強化建筑物骨架、增加耐力壁、設(shè)置斜支柱等，將整個建筑物牢牢固定住，使其可“承受住”地震的搖晃。
減震是在建筑物地基與房梁中間安裝可動式減震裝置，借此吸收震動，使震動不易傳導(dǎo)到建筑物上，從而“抑制”地震產(chǎn)生的搖晃。
隔震是在建筑物基礎(chǔ)與地基之間安裝可動式隔震裝置，借此使震動分散開來，通過使建筑物與地基脫離，從而“避免”受到地震搖晃的影響。
究竟哪種對策最“好”呢？
木造建筑物抗震工程學(xué)研究權(quán)威、日本信州大學(xué)工程學(xué)系建筑學(xué)專業(yè)教授五十田博講解道：“不是好與不好，最好是這樣來理解，在地震對策中有抗震、減震、隔震這3種‘菜單’�！�
五十田教授說：“抗震結(jié)構(gòu)迄今已擁有相當(dāng)?shù)臉I(yè)績和可靠性，面對單發(fā)式地震，確實能夠保護人免遭生命危險。關(guān)于減震結(jié)構(gòu)，如果花費一定的資金安裝相關(guān)設(shè)備，就能夠構(gòu)筑即使經(jīng)受了連發(fā)式地震，性能也幾乎不會發(fā)生劣化的結(jié)構(gòu)。而隔震結(jié)構(gòu)雖然要花相當(dāng)多的錢，但只要不發(fā)生極端大型的地震，建筑物便不會有損傷�！�
原來如此……，不過，雖說是“菜單”，但如果不了解“哪種結(jié)構(gòu)在哪方面較強、哪方面較弱”等具體內(nèi)容，還是沒法選。
于是，筆者對3種地震對策的特點進行了調(diào)查。
也就是說，不管哪種地震對策，都各自有其優(yōu)點及缺點。在獨戶住宅中的普及狀況也各不相同。
抗震是所有建筑物必備的要素，作為獨戶住宅必需的地震對策得到了廣泛采用。減震以前在高層公寓等大規(guī)模建筑物中采用的事例較多，近年來在獨戶住宅中的采用迅速增多。隔震被認為是最有效的地震對策，以大規(guī)模建筑物為中心得到了采用，但獨戶住宅的采用極少。
無論是原理，還是普及狀況、成本、耐久性以及設(shè)置條件，這3種地震對策都各不相同。應(yīng)仔細對照因條件而各不相同的優(yōu)缺點、所需性能水平以及能夠支付的成本等，來選擇最符合“自己想建造的家”的地震對策。原來如此，是因為這個原因才稱之為“3種菜單”的。
抗震、隔震、減震的地震能量吸收方法
于是，筆者對比了3種菜單的內(nèi)容，考慮了可得到的性能與預(yù)算之間的平衡后發(fā)現(xiàn)，如果是建造“木造二層獨立式住宅”，目前正迅速增加的“減震”讓筆者覺得擔(dān)心。那么，在用于獨立式住宅的“減震”方式中，具體有哪些菜單呢？
五十田教授說：“現(xiàn)在市面上銷售著各種各樣的減震結(jié)構(gòu)構(gòu)件，但遺憾的是，其中既有好產(chǎn)品也有壞產(chǎn)品，處于一種魚龍混雜的狀態(tài)。”
既有好產(chǎn)品也有壞產(chǎn)品……這是怎么回事？
五十田教授說：“減震是一種出人意料十分復(fù)雜的作用機制，如果沒有某種程度的技術(shù)實力，那么就很難判斷（所安裝的減震裝置）是否真的能發(fā)揮作用�！�
那么，怎樣才能選到“好產(chǎn)品”呢？
提出了抗震加固及改造指導(dǎo)方針的一般社團法人日本建筑防災(zāi)協(xié)會已制定了規(guī)則，并在進行減震結(jié)構(gòu)的評估。并且，建筑物的抗震加固及改造工程可成為都道府縣政府的補貼對象。因此，地方政府召集大學(xué)等公共研究機構(gòu)的研究人員及結(jié)構(gòu)設(shè)計人員設(shè)置了評估委員會，對進行建筑物的抗震加固及改造工程時所采用的減震施工法是否妥當(dāng)進行評估。接受了這些團體認證的，可以說是可靠的減震結(jié)構(gòu)。
減震阻尼器“MIRAIE”適用于平房和二層木造住宅，在1樓部分作為“減震墻”安裝。
那么，減震結(jié)構(gòu)具體是怎樣“控制”地震搖晃呢？對此五十田教授給出了如下解釋。
“不僅是減震，無論采取哪種地震對策，一旦發(fā)生大型地震，最終都是通過建筑某處損壞，以吸收地震能量，從而防止建筑物倒塌。”
這些地震對策的不同點會產(chǎn)生各自不同的優(yōu)缺點，大地震發(fā)生后，抗震結(jié)構(gòu)不能避免在某種程度上性能劣化，減震結(jié)構(gòu)可降低性能劣化的程度，而隔震結(jié)構(gòu)雖然需要對隔震裝置進行維護，但建筑物幾乎不會在地震中受損。
尤其是對于“減震”而言，關(guān)鍵在于地震搖晃吸收裝置“減震阻尼器”的設(shè)置方法。
減震結(jié)構(gòu)通過使震動盡可能集中到減震阻尼器上，利用減震阻尼器吸收能量，以減少搖晃，從而減輕建筑物的損壞。換句話說，如果建筑物的搖晃沒有正確地傳遞給減震阻尼器，減震就無法發(fā)揮作用。
五十田教授解釋道：“因此，如果是這個基礎(chǔ)的話就這樣評估，并要求采用這種方法進行強化，需要這樣詳細地制定規(guī)則，建立完善可發(fā)揮減震結(jié)構(gòu)性能的條件。”
聽說五十田教授與廠商共同開發(fā)出了減震阻尼器，為了確認實際情況，筆者采訪了位于神戸市的住友橡膠工業(yè)公司總部。
主要從事鄧祿普及飛勁（FALKEN）等輪胎制造銷售業(yè)務(wù)的住友橡膠工業(yè)為何會開發(fā)“減震阻尼器”？其原因在于，高阻尼橡膠作為堪稱減震阻尼器心臟的“地震搖晃控制材料”可充分發(fā)揮作用。
住友橡膠工業(yè)減震業(yè)務(wù)推進部業(yè)務(wù)團隊負責(zé)人松本達治稱：“借助我公司開發(fā)的高阻尼橡膠，住宅減震阻尼器‘MIRAIE’最多可吸收70％的地震搖晃�！保ㄗⅲ哼@是震動臺實驗的結(jié)果，具體情況隨著建筑物設(shè)計及地震波等條件而各不相同。）
MIRAIE是將底部固定在建筑物的地基上，利用固定在一樓和二樓之間橫梁處部分的“高阻尼橡膠”，吸收地震的搖晃。上面所說的“最大70％”的地震搖晃吸收率是針對“阪神大地震程度的搖晃”，通過實際大小的震動臺實驗計算得出的數(shù)值。
松本說：“主震自不必說，還可有效承受多次發(fā)生的余震，這也是MIRAIE的特點之一。”這種“可承受連續(xù)發(fā)生的巨大地震波的強度”也通過上述震動實驗得到確認。并且高阻尼橡膠即使經(jīng)過90年（注：根據(jù)住友橡膠的促進劣化實驗結(jié)果）性能也不會改變，也無需更換部件、進行檢查和維修。
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■建筑：采用木造框架法的二層建筑設(shè)想模型的1樓部分。 ■建筑面積：2.73m×2.73m ■建筑總重量：31.6千牛（3.2噸力） ■輸入波：1995年兵庫縣南部地震 烈度6級以上 最大加速度818伽 |
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下篇文章將探尋利用最尖端技術(shù)發(fā)揮高減震性能的“高阻尼橡膠”的秘密。（日經(jīng)能源環(huán)境網(wǎng) 供稿）
