農(nóng)村住宅震害及抗震思考.doc

武漢理工大學(xué)農(nóng)村房屋震害及抗震思考Earthquake Damage and Aseismic Reflection of Rural Houses課程：地震工程概論授課老師：周強(qiáng)學(xué)生姓名：吳平學(xué)號(hào)：104972081971班級(jí)：土木研0803農(nóng)村房屋震害及抗震思考吳平（土木研0803班）摘要 本文根據(jù)地震高發(fā)地區(qū)農(nóng)村房屋的震害以及抗震能力現(xiàn)狀，對(duì)農(nóng)村房屋的抗震能力作出了簡(jiǎn)要思考。關(guān)鍵詞震害；農(nóng)村房屋；抗震能力Earthquake Damage and Aseismic Reflection of Rural HousesWu Ping(Department of Civil Engineering，Wuhan University of Technology)Abstract：Based on the introduction of the damage and aseismic status ,make some simple considers for rural houses.Key words: earthquake damage; rural houses; aseismic 我國(guó)是世界上遭受地震災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一，大陸69度地震區(qū)占國(guó)土面積的80%。我國(guó)地震高發(fā)地區(qū)具有發(fā)震頻度高的特點(diǎn)。全面建設(shè)小康社會(huì)，不能忽略農(nóng)村、農(nóng)民，尤其不能忽略自然災(zāi)害高發(fā)、經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)的農(nóng)村、農(nóng)民。我國(guó)大部分農(nóng)村住房的抗震性很差。2008年5月12日發(fā)生的汶川大地震，倒塌的民房不計(jì)其數(shù)，而以農(nóng)村的民房倒塌為甚，造成了很大的人員傷亡以及巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，重視和研究農(nóng)村住宅的抗震能力，具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。一、我國(guó)農(nóng)村房屋抗震能力基本情況不容樂(lè)觀 以5.12汶川地震為背景，概括了農(nóng)村房屋在地震中遭受損毀的幾點(diǎn)原因： 在5.12汶川地震中，廣大農(nóng)村地區(qū)大量農(nóng)房受到了毀滅性破壞，而城市房屋的損毀程度明顯較農(nóng)房損毀程度輕。究其原因，我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)農(nóng)村農(nóng)房無(wú)抗震設(shè)防的強(qiáng)制性規(guī)定，農(nóng)村農(nóng)房質(zhì)量也一直是政府部門監(jiān)管的盲區(qū)。5.12汶川地震前，農(nóng)村農(nóng)房一般都由當(dāng)?shù)毓そ郴蜣r(nóng)戶自行修建，政府部門較少提供技術(shù)支持或技術(shù)指導(dǎo)，農(nóng)村農(nóng)房一般都自生自滅，很少有人去過(guò)問(wèn)。當(dāng)然這主要是因?yàn)槲覈?guó)廣大農(nóng)村地區(qū)多處山區(qū)，長(zhǎng)期以來(lái)交通不便、經(jīng)濟(jì)發(fā)展極不均衡，還存在許多極端貧困地區(qū)，廣大農(nóng)民朋友的主要精力還主要停留在解決溫飽問(wèn)題上。因此，廣大農(nóng)村地區(qū)目前還存在著大量的生土建筑和石砌建筑，這些生土建筑和石砌建筑抗震性能差，有的使用時(shí)間還很長(zhǎng)，維護(hù)也較差。因此，在5.12汶川地震中這些生土建筑和石砌建筑損毀也最為嚴(yán)重。其次廣大農(nóng)民朋友的整體文化素質(zhì)也不高，修建房屋時(shí)首先考慮的時(shí)經(jīng)濟(jì)、實(shí)用和美觀，很少把建筑物的質(zhì)量和抗震設(shè)防放在房屋修建的首位。由于大地震發(fā)生周期都比較長(zhǎng)，年輕一代普遍缺少大地震的經(jīng)歷，農(nóng)村地區(qū)地震知識(shí)又不普及，年輕一代不知道本地區(qū)歷史上曾經(jīng)發(fā)生過(guò)的大地震及危害，錯(cuò)誤地認(rèn)為本地區(qū)將來(lái)不會(huì)發(fā)生毀滅性大地震。因此農(nóng)村建房時(shí)抗震意識(shí)就比較低，如果有了多余的錢，農(nóng)民朋友會(huì)追求大、追求氣派、追求豪華，不會(huì)充分重視建筑物的抗震。5.12汶川地震前，政府部門未向農(nóng)民免費(fèi)提供過(guò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集等。由于擔(dān)心多花錢，農(nóng)村地區(qū)修建的磚混結(jié)構(gòu)、底框結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)形式的房屋普遍未委托正規(guī)設(shè)計(jì)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)，也沒(méi)有委托正規(guī)施工單位進(jìn)行施工。5.12汶川地震前，農(nóng)房修建，一般在批準(zhǔn)土地，計(jì)劃好修建的面積、層數(shù)后，就聘請(qǐng)工匠修建或自行修建，因此，5.12汶川地震前農(nóng)村地區(qū)修建的農(nóng)房普遍存在質(zhì)量安全隱患，農(nóng)村地區(qū)修建的農(nóng)房也普遍缺乏抗震性能。 從5.12汶川地震災(zāi)區(qū)的綿陽(yáng)、成都、德陽(yáng)、廣元、阿壩等地區(qū)農(nóng)村修建的磚混結(jié)構(gòu)、底框結(jié)構(gòu)房屋來(lái)看，農(nóng)村修建的磚混結(jié)構(gòu)、底框結(jié)構(gòu)房屋普遍存在較大的質(zhì)量安全隱患，大部分磚混結(jié)構(gòu)、底框結(jié)構(gòu)房屋抗震性能較差。如5.12汶川地震災(zāi)區(qū)農(nóng)村修建的磚混結(jié)構(gòu)、底框結(jié)構(gòu)房屋普遍存在以下問(wèn)題：底框結(jié)構(gòu)房屋的底層結(jié)構(gòu)是既有梁柱承重又有磚墻承重的混合承重體系，梁柱板等承重構(gòu)件的截面尺寸、配筋、混凝土強(qiáng)度等級(jí)等均憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行施工，底框結(jié)構(gòu)房屋的底層未設(shè)置抗震墻等；為擴(kuò)大房屋使用面積，農(nóng)村房屋大量采用二層以上懸挑房屋的梁挑房結(jié)構(gòu)；磚混結(jié)構(gòu)房屋使用12墻、18墻、空斗墻作為承重墻也較為普遍；另外，磚混結(jié)構(gòu)房屋的鋼筋混凝土圈梁、構(gòu)造柱設(shè)置也很不規(guī)范。如有的磚混結(jié)構(gòu)農(nóng)房根本就沒(méi)有設(shè)置鋼筋混凝土圈梁、構(gòu)造柱；有的磚混結(jié)構(gòu)農(nóng)房底層、頂層未設(shè)置圈梁，中間某層卻設(shè)置有圈梁；有的磚混結(jié)構(gòu)農(nóng)房的房屋四大角、樓梯間、錯(cuò)層處、大房間的四角未設(shè)置構(gòu)造柱，其他部位卻設(shè)置有構(gòu)造柱；再有就是農(nóng)村房屋的屋面女兒墻（欄桿）、陽(yáng)臺(tái)、外走廊欄板（欄桿）設(shè)置也很不規(guī)范。如屋面女兒墻（欄桿）、陽(yáng)臺(tái)、外走廊欄板（欄桿）采用與主體結(jié)構(gòu)無(wú)可靠連接的預(yù)制花瓶欄桿，采用未設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱、鋼筋混凝土壓頂?shù)拇u砌12墻欄板，磚砌12墻欄板也未與主體結(jié)構(gòu)可靠拉（連）結(jié)等。由于以上原因，在5.12汶川地震中，這部分房屋和房屋的附屬構(gòu)件都受到了極大的破壞。 在農(nóng)村地區(qū)農(nóng)房修建時(shí)，還有一個(gè)因素應(yīng)值得關(guān)注，就是農(nóng)房修建時(shí)的建筑材料質(zhì)量問(wèn)題。農(nóng)房修建一般以戶為單位進(jìn)行修建，由于單戶農(nóng)房建設(shè)的規(guī)模一般都不大，所以其使用的鋼材、水泥等主材一般都是在分銷商處購(gòu)買。由于對(duì)分銷商銷售的建筑材料質(zhì)量缺乏監(jiān)管，因此在分銷商處購(gòu)買的鋼材、水泥等主材質(zhì)量往往難以保障，有時(shí)還容易購(gòu)買到“地條鋼”或者購(gòu)買到過(guò)期水泥等。對(duì)磚、瓦、砂、石等地方材料，由于缺少檢測(cè)手段或判斷經(jīng)驗(yàn)，農(nóng)房修建時(shí)一般采取在確定了所需數(shù)量和價(jià)格后就直接購(gòu)買進(jìn)行使用。農(nóng)房修建一般很少對(duì)進(jìn)場(chǎng)建筑材料進(jìn)行復(fù)檢，因此農(nóng)房修建時(shí)很容易購(gòu)買到不合格的建筑材料，如果將這些不合格建筑材料用到工程中，就形成了重大質(zhì)量安全隱患。其次，在農(nóng)村地區(qū)農(nóng)房修建時(shí)，還普遍存在著使用舊的建筑材料和舊的建筑構(gòu)件等問(wèn)題，如農(nóng)房修建時(shí)使用房屋拆遷后留下的舊磚、舊鋼筋、舊預(yù)制板等。筆者并不是反對(duì)使用舊的建筑材料和舊的建筑構(gòu)件等，而是認(rèn)為使用舊的建筑材料和舊的建筑構(gòu)件一定要慎重。比如說(shuō)對(duì)于使用舊磚問(wèn)題，由于舊磚可能是從不同的樓層上甚至可能是從不同的房屋上拆下來(lái)的，對(duì)舊磚的強(qiáng)度等級(jí)就較難檢驗(yàn)和判斷，因此舊磚最好不要用于修建樓房、不要用于修建承重墻體等。另外還要注意舊磚中的斷磚很多，使用舊磚砌筑墻體時(shí)不要集中使用斷磚。對(duì)于舊鋼筋、舊預(yù)制板，不但對(duì)舊鋼筋的強(qiáng)度較難判斷，對(duì)舊預(yù)制板的荷載等級(jí)也較難判斷。而且舊鋼筋、舊預(yù)制板在原建筑使用過(guò)程中或拆除過(guò)程中可能已經(jīng)產(chǎn)生了某些損傷，如鋼筋可能已經(jīng)產(chǎn)生了疲勞和屈服，預(yù)制板可能已經(jīng)產(chǎn)生了斷裂等，另外鋼筋在拆除過(guò)程中反復(fù)彎曲也極易造成損傷，這些損傷往往靠肉眼是很難發(fā)現(xiàn)的。一旦將這些受到損傷的舊鋼筋、舊預(yù)制板用到新建房屋的承重結(jié)構(gòu)上，極易發(fā)生工程質(zhì)量事故，更不要談建筑物的抗震了。 通過(guò)以上的分析不難看出，5.12汶川地震農(nóng)村地區(qū)的農(nóng)房受損嚴(yán)重，主要是因?yàn)檗r(nóng)村地區(qū)農(nóng)房勘察設(shè)計(jì)、施工的缺失以及對(duì)建筑材料的把關(guān)不嚴(yán)造成的。 (一)農(nóng)村房屋抗震能力普遍較低。1.在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的部分農(nóng)村，土木、磚結(jié)構(gòu)的兩坡水瓦屋頂和磚平房居多。土木結(jié)構(gòu)的房屋由于生土建材不具備抗震能力，歷次地震中先是外墻閃出，接著屋頂塌落。2.農(nóng)村的房屋縱橫之間無(wú)必要的拉結(jié)，縱橫墻不同時(shí)砌筑；墻角處無(wú)拉接鋼筋；檐口無(wú)過(guò)梁，不設(shè)圈梁、構(gòu)造柱；墻體的整體性很差，地震時(shí)墻體不倒即裂，難以繼續(xù)使用。3.農(nóng)村住宅，通常把劃分的宅基地建滿，左鄰右舍靠的很近，破壞性地震時(shí)往往產(chǎn)生“多米諾”骨牌效應(yīng)。就已汶川地震中倒塌的民房為例：在此次地震中，大量農(nóng)村房屋損毀，造成了巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失。倒塌的房屋雖然修建于不同年代，但均為自建自住，沒(méi)有設(shè)計(jì)圖紙，沒(méi)有正規(guī)單位施工。絕大多數(shù)已垮塌的一、二層房屋采用的材料幾乎都是砼空心砌塊或者粘土磚，墻厚以180、120為主，絕大部分為石灰砂漿，少數(shù)為泥漿，砂漿強(qiáng)度低，用手一捻就碎。樓面為砼預(yù)制板，屋面為木檁條冷攤瓦，無(wú)圈梁、構(gòu)造柱等抗震構(gòu)件。這種抗震性能極差的房屋在地震中粉碎性垮塌?？偟膩?lái)說(shuō)農(nóng)村房屋普遍未進(jìn)行抗震設(shè)防或設(shè)防不足，與城鎮(zhèn)相比相當(dāng)脆弱。地震易損性高，地區(qū)分布差異大。一是受經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平制約阻礙了抗震性能好的現(xiàn)代結(jié)構(gòu)類型房屋在農(nóng)村地區(qū)的采用，使得農(nóng)村地區(qū)房屋總體較差，抗震能力低。二是農(nóng)村缺少抗震知識(shí)、工程建設(shè)缺乏管理，即使抗震能力好的磚混結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)房屋，由于傳統(tǒng)習(xí)慣的不當(dāng)施工做法，使得房屋存在許多抗震薄弱環(huán)節(jié)。二、提高農(nóng)村住宅抗震能力的措施1場(chǎng)地選擇要恰當(dāng)選擇地勢(shì)平坦、開闊，上層密實(shí)、均勻或穩(wěn)定基巖等有利的地段。不宜在軟弱土層、可液化土層、河岸、湖邊、古河道、暗埋的濱塘或溝谷、陡坡、松軟的人工填土，以及孤突的山頂或山脊等不利地段建房。不應(yīng)在可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流以及有活動(dòng)斷裂、地下溶洞等危險(xiǎn)地段建房。在此類危險(xiǎn)地段上。即使把房屋建得很堅(jiān)固， 旦遭受地震災(zāi)害，輕則墻倒屋塌，重則會(huì)造成毀滅性災(zāi)難。2地基要做牢做穩(wěn)在軟弱土層等不利地段建房，基礎(chǔ)溝槽必須寬厚，槽底均勻鋪設(shè)灰土層并分層夯實(shí)后，用水泥漿砌磚或石料混凝土做好基礎(chǔ)，還可用加樁等技術(shù)加固地基。對(duì)于一般的軟土地基，應(yīng)設(shè)置大腳，預(yù)防不均勻沉降。如果是建樓房，應(yīng)設(shè)置地圈梁，以防不均勻沉降對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響。在鹽堿地地區(qū)建房屋，應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)防潮、防堿、排水等措施，防止堿潮對(duì)用體的腐蝕作用，以避免降低強(qiáng)度。3房屋結(jié)構(gòu)布局要合理房屋體形要合理。設(shè)計(jì)房屋時(shí)，要避免立面上突然變化，平面形狀也宜簡(jiǎn)單、規(guī)則，墻體布置得均勻、對(duì)稱些，使房屋具有良好的抗震性能。對(duì)于土坯房，房屋高度要低些，一般是一間一道橫墻，硬山擱檁，雙坡四出檐式；樓房采用內(nèi)廊式平面，縱橫墻較密，加上墻體間咬砌搭接，房屋的整體性就好。 橫墻要加密。橫墻支撐著縱墻，限制縱墻的側(cè)向變形，同時(shí)還承受屋頂、樓層和縱墻等傳來(lái)的地震力，在房屋抗震上起著很大的作用。所以，在地震區(qū)建造的房屋，在滿足使用要求的情況下，橫墻宜布置得密一些，一般居住用房以不超過(guò)兩個(gè)開間為宜。如果使用上需要有更大的空間時(shí)，就要采用諸如加墻垛、圈梁等措施，來(lái)增強(qiáng)縱墻的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。 墻壁上開洞要恰當(dāng)。墻壁上開洞，削弱了墻的強(qiáng)度和整體性。應(yīng)盡量少開洞或開小洞。開洞要均勻，不要在靠近山墻的縱墻上或靠近外縱墻的橫墻上開大洞。4屋頂要輕屋頂要輕。般民用房屋的屋頂，常用的草棚、泥頂和瓦頂?shù)葞追N。由于各地做法不，它們的重量差別很大，輕的每平方米只有十幾公斤，重的每千方可達(dá)數(shù)百公斤。在地震區(qū)建房，應(yīng)優(yōu)先采用輕質(zhì)材料做屋頂。 圍護(hù)墻和隔墻要輕。圍護(hù)墻雖然是房屋的非承重部分，但地震時(shí)笨重圍護(hù)墻的倒塌，同樣會(huì)造成重大的災(zāi)害。例如，某度地震區(qū)的房屋，絕大多數(shù)是質(zhì)量比較好的穿斗木骨架二層樓房，用土坯墻做圍護(hù)墻，地震后木骨架大部分基本完好，而土坯圍墻卻大都倒塌。因此，地震區(qū)需要采用輕質(zhì)的圍護(hù)墻和隔墻。尤其高烈度區(qū)的木骨架承重房屋，可以采用下部做重的墻、上部做輕質(zhì)墻的方法。 屋頂上不要做笨重的附屬物。屋頂上的附屬物，如女兒墻、高門臉等，既笨重又不穩(wěn)定，在度左右地震中就會(huì)大量破壞，甚至造成人員傷亡。所以，地震區(qū)應(yīng)當(dāng)盡量不做或少做這類裝飾性的附屬物，如果必須建造時(shí)，就要做得矮些和穩(wěn)固些。5墻體要有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性墻體要選擇好材料。墻體材料選擇時(shí)要考慮強(qiáng)度和耐久性。一般來(lái)說(shuō)，采用磚墻比土坯墻和石頭墻好。對(duì)于石頭房屋，有棱角毛石比光滑卵石好。土坯墻的耐久性，同土質(zhì)的好壞有很大的關(guān)系，粘性較好的泥土比砂性太大或雜質(zhì)太多的泥土好。有條件時(shí)，最好在制坯或夯墻的粘性土中摻和一些草筋（如麥桔、稻草、或干凈的雜草等），以增強(qiáng)土坯或或土墻的強(qiáng)度。注意墻體砌筑形式和方法。普通粘土磚砌筑的墻體，除臥砌實(shí)心磚墻外，還有空斗墻、墻和墻。這三種墻在地震區(qū)使用時(shí)，必須采取加強(qiáng)措施。首先，房屋的高度應(yīng)加以限制。其次在施工中，除應(yīng)確保施工質(zhì)量外，還須在墻體聯(lián)結(jié)處加磚垛、拉結(jié)鋼筋等。在屋頂和樓層下加砌一磚寬的臥砌實(shí)心磚帶（不少于三匹磚）。這樣，梁（屋架）或樓板的支承，不但加寬了，而且較為堅(jiān)固。為了使砌體受力盡可能比較均勻，各類砌體中的塊材在砌筑時(shí)都必須上下錯(cuò)縫?？v墻與橫墻、內(nèi)墻與外墻結(jié)合要牢靠，墻體之間互相依靠，方能更好地共同發(fā)揮抗震作用。采用一系列構(gòu)造措施。為了保證房屋具有必要的抗震能力，除使結(jié)構(gòu)具有必要的強(qiáng)度外，一系列的構(gòu)造措施也可以提高房屋結(jié)構(gòu)的延性和剛度。除注意縱橫墻、內(nèi)外墻間的拉接外，宜增設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造柱和圈梁，以提高房屋的耐震能力。確保施工質(zhì)量墻、柱要錯(cuò)縫咬砌，土坯、磚石塊體應(yīng)錯(cuò)鋒咬砌，方有良好的整體性。為了保證墻體咬砌良好，內(nèi)外墻最好同時(shí)砌筑。如果不能同時(shí)施工，宜放踏步岔，不要用馬牙岔。受力大的小斷面磚柱，砌筑要精心，要砌實(shí)心柱，不留通天縫。灰漿要飽滿，不要用“帶刀灰”（只在磚石邊角抹灰漿），不要單純地用砂漿和泥。要適當(dāng)加水泥、石灰，以提高灰漿強(qiáng)度和粘結(jié)力。磚石表面要干凈，干磚還要浸水后再砌。這樣才能使磚石與灰漿粘結(jié)牢靠。木構(gòu)件結(jié)合要好。木骨架的榫眼要開得恰當(dāng)，使榫頭結(jié)合緊密。如果木柱不夠粗壯，或是在烈度為度以上的地區(qū)建房，應(yīng)對(duì)木構(gòu)件進(jìn)行；加固處理，這樣可有效地提高其抗震能力。三結(jié)語(yǔ)大地震是破壞力極強(qiáng)的自然現(xiàn)象，給人類帶來(lái)了巨大的災(zāi)難。人類目前雖然還不能阻止和準(zhǔn)確預(yù)測(cè)地震的發(fā)生，但可以依靠自身的智慧從鮮血和生命的代價(jià)中不斷總結(jié)、研究和提高，從而指導(dǎo)災(zāi)后恢復(fù)重建、最大限度減輕未來(lái)地震災(zāi)害造成