日本中小学校建筑抗震设计研究■ 李志民 周作者单位：西安建筑科技大学建筑学院（西安 · 710055）收稿日期：2008-12-22The Architectural Research of Seismic Design for the Primary and Secondary Schools[摘 要] 文章在介绍日本抗震法规的历史发展情况、抗震标准的具体内容和建筑建造程序的基础上，对日本在系统的抗震检测基础上对中小学建筑物进行详细分类并制定出相应的抗震修复和加固措施的做法进行了研究，并总结归纳出对我国中小学校建筑设计的启示，以期为相关工作开展提供借鉴。
[关键词] 建筑法规 中小学校 加固 避难所[Abstract] Japan is earthquake-prone countries, so the wealth of experience has been accumulated in the long-term seismic work. Firstly it is introduced in the article that is the Japanese history of the development of anti-seismic regulations, the speci fi c content of the anti-seismic standards and procedures for building construction. In addition, the safety of the primary and secondary school buildings is always attached great importance in Japan, so a systematization of seismic detection has been established for schools. On this basis, the buildings have been classified in great detail. Even more the measures are taken for seismic repair and reinforcement. So school buildings have been the most safe architecture in a community when earthquake happen, which play an important role as the community disaster shelter.[Key words] Laws and regulation of architecture, Primary and secondary school, Anti-seismic reinforcement, Sanctuary国家自然科学基金项目：508781742008年9月初，笔者跟随考察团对日本中小学校抗震设计及使用情况进行了为期5天的考察活动，期间日本相关建筑界人士详细介绍了日本中小学建筑在抗震设计方面的经验和相关研究成果。
一、重视法律法规，严格审查建筑抗震性能日本是地震多发国，对于中小学校建筑的耐震设计非常重视，首先是政府相关部门不断完善有关建筑物耐震方面的政策和法规。
1．建筑抗震标准制定的发展历程在日本，不论学校、一般建筑物或其他用途建筑物在建造时都必须统一遵守建筑物抗震标准。
日本的建筑物抗震标准是为应对地震带来的损害，不断从历次地震中汲取教训并及时进行多次修改后形成的（表1）。
事实证明抗震标准的不断修订对提高建筑物抗震性能起到了关键的作用。
日本的建筑物以1981年建筑标准法实施令的修订为界，这是因为1995年坂神大地震时，按照1981年以前旧法规所建造的房屋受损严重，而遵照之后的法规建造的房屋所受损害相对较小。
2．日本新抗震标准的具体内容（表2）建筑标准法的抗震标准是以如下两点为基础制定的：第一，建筑物遭遇多次地震，即使受到一定损害，但在修复之后依然能够满足继续使用的要求：第二，不管建筑物是否会遭遇地震，即使建筑物被破坏无法继续使用，也不至于在地震时顷刻间倒塌。
3．严格审查建筑设计在日本，新建建筑物之前，要前往政府相关部门进行申请，审查建筑物的设计是否符合抗震标准，不符合标准的建筑物是不允许建造的，这样就确保了新建筑物的抗震性能（图1）。
二、对于中小学校现状调查非常重视，定期进行全面的统计和评估日本对于地震的预防工作很重视。
由于1981年前后房屋建造遵循不同的抗震标准，因此1981年前建造的房屋日本政府规定必须要进行抗震检测（图1，表3）。
三、中小学校建筑震后修复措施1．详细勘查，区别对待由于建筑物各个部分的构造不同，为了在加强建筑抗震性能的同时节约资金和材料，日本在对原有学校建筑进行抗震加强或修复工作中，详细研究建筑构件受损情况，不同部位采取不同的加固方法。
主题专栏FEATURE-THEME表4 长冈市下小国小学新泻地震中教学楼柱子受损情况及抗震性能残存率统计柱子受损程度统计柱子位置耐震性能残存率3层2层1层0度811111度4616102度019183度05104度0345度001合计54545495.7%77.0%63.1%表5 不同年代的学校受灾比例及实施不同抗震措施的比例～1950年1951年～1960年1961年～1970年1971年～1980年 1981年～合计重建0.9%5.1%8.2%0.3%1.8%大规模改建8.9%4.7%5.1%2.1%1.0%3.0%中规模改建4.2%11.0%16.0%6.1%2.9%6.7%受灾学校14.0%20.8%29.3%8.5%3.9%11.5%如长冈市下小国小学在新泻地震后进行的抗震修复工程中，对各个不同位置的柱子进行详细统计和分类（图2，表4）。
在进行了详细勘察及评估后，工程技术人员制定了非常具有针对性的修复计划，采取了多种修复措施。
2．依照标准进行抗震加强作业经过不断的修改建筑标准法并对原有建筑进行抗震加强作业，极大地提高学校建筑的抗震性能，表2 新抗震建筑标准假想地震假想地震的震度假想地震的加速度标准横断力系数构成材料的状况中级地震（一次设计）建筑物在其耐用年限期间发生2～3次的地震烈度<V度80～100gal >0.2材料在容许应力度范围内，没有引起大的损害大型地震（二次设计）建筑物在其耐用年限期间可能1次也不会发生的地震烈度为VI度左右300～400gal >1.0有部分塑性化材料，由于其韧性吸收了地震的能量，因而没有引起建筑物倒塌注：日本建筑标准法中没有明确地震规模，以假想地震的烈度和加速度为基础并取得良好的抗震效果。
从表5中可以看出，随时间的推移，在抗震中受灾的学校比例不断减少，说明学校的抗震性能在不断提高。
在2004年新泻大地震中，学校建筑中新建的钢架混凝土建筑受害情况比较少，进行了抗震加强的钢架混凝土建筑也受损较轻，部分墙壁和梁柱有断裂的情况。
而在钢结构建筑中，经过抗震加强的体育馆没有或只有轻微的损伤，而没有经过抗震加强的建筑物主体构件大部分受到损害，并没有出现长期不能使用的建筑物（图3，图4）。
四、作为社区避难场所1995年阪神大地震发生时，虽然学校建筑也遭受一定程度的破坏，但在抗震救灾中仍然发挥了巨大作用。
据统计，当时神户地区可容纳超过1 000人避难的学校有50所，21万受灾人群中80%的人将学校作为避难场所。
表6为阪神大地震后随时间推移学校作为避难场所的数量变化，以及在学校避表3 2006年公立中小学校抗震达标率及抗震测验率调查总计抗震性能评估率抗震建筑达标率类别B 1982年及以后建造的建筑C 1981年及以前建造经过抗震加固的建筑D 1981年及以前建造抗震性能不达标而且没有进行加固的建筑E 1981年及以前未经过抗震评估的建筑A =B+C+D+E （C+D）/（C+D+E）（B+C）/A栋%47 91223 76932 59026 705130 97636.618.124.920.410067.954.7表6 避难统计数据来源：上野淳．学校建筑．鹿岛出版会，20081 日本中小学建筑抗震统计（图片来源：日本文部科学省．平成18年度学校建筑年报．日本文教设施协会，2008）2 柱子分类（图片来源：日本长冈教育部．长冈中小学建筑耐震报告．日本长冈市教育部，2008）难的人数的变化情况，从表中可以看出，学校作为震后避难场所使用了近8个月，很好地缓解了在震后重建过程中安置灾民的压力。
归纳起来，学校作为社区的避难场所，具有以下优点：第一，日本小学实行学区制，即儿童就近上学，因为学校的功能要求，其布点位置有服务半径的限制，因此，小学校成为了距离居民最近的公共建筑。
据统计，到学校避难的人中80%步行不超过500m 就可到达学校，符合避难要求，其中到学校避难的人中的90%是本学区的居民。
第二，建筑的安全性有保障。
日本学校建筑的建造安全系数是普通建筑的1.5倍，因此学校成为了社区内最安全的建筑。
第三，学校具有体育馆等大空间建筑，可以满足避难时对空间规模的要求；同时日本中小学实行开放式的教学方式，教学空间同样是可灵活布置的大空间；而学校配置的食堂、厕所、洗浴等服务设施可以很好地满足避难人群的基本生活需求；学校的停车场、操场都为救灾提供了必要的室外开阔空地。
因此，学校可以作为灾后重建的长期避难场所（图5）。
第四，从人员上来说，学校里有受过培训的教师，可作为救灾的志愿者和指导者。
五、对我国中小学校建筑设计的启示1．建立新的建筑设计标准要谨慎日本不断完善的建筑法规保证了日本中小学校的建筑安全，我国也应完善相关的法律、法规。
在灾后建设中提高中小学建筑设计标准成为人们的共参考文献1 文部科学省．平成18年度学校建筑年报．日本文教设施协会，20082 上野淳．学校建筑．鹿岛出版会，2008同愿望，但是中小学校作为一类最为普遍、最为大量的公共建筑，其设计及建造标准的改变对国家以及地方财政在教育方面的投入会带来巨大的影响，因而必须经过反复的研究和论证，以找到一个平衡点，既可以满足中小学抗震设防的需要，又不至于超出各方面财政投入的可能。
2．灾区中小学建设要重视前期调研日本对中小学校的建筑质量进行普查和对受损建筑进行详细鉴定的做法值得推广。
512汶川地震的受灾区主要集中在农村地区，大量中小学建筑的倒塌及其造成的人员伤亡使农村中小学建设引起了全国人民的关注，建造安全的中小学成为震后建设工作中的重中之重。
由于各地方经济发展水平差异巨大，因而中小学建筑的质量状况也存在很大差异，如广大农村地区的中小学建筑通常有以下几种类型：第一类学校基于当地比较落后的经济发展水平，无力专门建设中小学建筑，于是借用当地其他类型建筑如庙宇、闲置仓库等作为临时性的中小学建筑使用，这类建筑仅能满足最基本的教学功能需要，在建筑质量等其他方面存在许多隐患；第二类为居民自建型，这类学校虽然功能相对较为完备，但由于投入有限，在设计及建造质量方面依然存在众多的不确定因素，令人担忧；第三类是随着我国普及九年制义务教育工作的全面铺开，中央及各级地方政府加大了在教育方面的投入，各地迅速兴建起一批功能相对完备的中小学校，但因为急于见到成果，部分中小学建筑在设计及建造过程中未能严格遵守国家的相关规定，存在一定的隐患。