青島地區農村住宅抗震效能研究論文
青島地區農村住宅抗震效能研究論文
［摘要］
近年來地震災害造成了大量的人員傷亡和經濟損失，特別是在農村，很多住宅沒有考慮抗震設計，遭受的破壞更為嚴重。對青島地區農村住宅抗震設防情況進行調查分析，發現該區住宅的構造柱和圈樑的設定、橫牆間距等不滿足抗震要求，提出了應加強屋蓋及牆體連線、改變房屋的結構形式、設定構造柱及圈樑等改進措施。
［關鍵詞］
青島地區;農村住宅;抗震效能
近年來，我國住宅建設開始大規模發展，特別是農村住宅更是發展迅速，許多經濟條件較好的農村實行了新農村改造工程，但農村住宅大多根據傳統習慣建造，未經正規設計和施工，基本上不考慮抗震設防。農村地區社會和經濟發展水平相對較低，防震減災意識淡薄，農村住宅相對簡陋，很多在抗震效能［1-3］上嚴重不足。地震造成房屋倒塌是農村地區人員傷亡重大的直接原因，而地震造成農村經濟損失主要也是來自房屋的破壞。
1青島地區農村住宅概況
以青島市轄區村鎮民居為研究物件，選取即墨市溫泉鎮何家莊(住宅改造較早)、丁戈莊(青島市新農村試點村)和城陽區棘洪灘地區(部分住宅進行改造中)進行了調查研究，以上地區的經濟水平在青島市村鎮中屬於中等或中上，基本反映了這一地區新農村的發展情況，具有一定的代表性。調查後發現，目前新建或在建房屋最普遍的結構形式是黏土磚砌體房屋，部分新建住宅有構造柱和圈樑，而大部分是砌體結構直接作為承重和圍護體系。從屋蓋結構形式來看，主要有平屋頂和坡屋頂，其中坡屋頂佔了非常大的部分。2～3層的住宅多采用磚混結構，基本都設定圈樑和構造柱，但此類住宅所佔比例較小。從數量上看，以坡屋頂為主的單層磚木結構佔主體。透過調查發現，青島地區有一種典型的單層磚木結構住宅體系。該住宅四周外牆(即兩道山牆兩道外縱牆)為承重牆，內部牆體全部為120mm厚隔牆，至吊頂下部。南向外縱牆上有尺寸較大的窗(見圖1a)，多在1.5m左右，北向外縱牆上有較小尺寸的高窗，山牆上有高窗採光(見圖1b)。採用三角形木屋架承重，房屋寬度約8m，長約10m，簷口高度多在4m左右。無圈樑和構造柱，採用高約1m的毛石基礎。
圖1房屋窗戶示意Fig.1
Windows for rural residential building
2抗震設防存在的問題
透過實地調查，發現該地區農村住宅大都未進行專門設計，而是由村委會按當地傳統及村民個人建議進行統一建造，造價在村民可以接受的範圍內，卻忽略了必要的抗震措施。主要表現在以下方面。
1)縱橫牆(內外牆)門窗洞口較多，比如山牆開採光窗，降低了縱牆的整體剛度，不利於抗震。
2)基本採用三角形木屋架，一般每個屋架都由大梁連線橫牆，大梁上放置三角形屋架，屋架節點處放檁條，檁條上做屋面。這種結構形式的房屋有利於形成大空間體系，但該屋蓋系統與牆體連線往往不牢固，大梁下牆體無特殊處理(未加壁柱)，導致大梁下牆體開裂。
3)未設圈樑和構造柱，門窗洞口處無過樑，屋蓋和牆體連線不夠緊密，使結構的整體性很差。
4)該類住宅的木樑與牆體、屋架與牆體以及檁條與山牆之間一般沒有連線措施。住宅採用硬山擱檁，山牆高，穩定性差，易導致山牆外閃使屋架塌落。
5)大多數房屋牆體的砂漿強度遠低於黏土磚的強度。有的住宅外牆無任何保護措施，加上雨水沖刷和風化，使砂漿和牆體承載力下降嚴重。
3增強民宅抗震效能的措施
3.1加強屋蓋及牆體連線
發生地震時，單層磚木結構常有屋頂塌落現象發生［4-5］，由屋架與牆體及檁條的連線不牢造成。因此，應加強屋蓋各構件之間的連線和錨固。由於屋架跨度較大，按《砌體結構設計規範》GB50003—2001要求，應在支承處砌體上設定混凝土或鋼筋混凝土墊塊。木檁條在山牆上應注意擱置處的防腐處理，一般在端頭塗以瀝青並在擱置點下設混凝土墊塊。屋架在牆上的擱置長度應≥240mm，檁條在山牆上的擱置長度≥180mm，並用牆纜與山牆拉結，檁條在木屋架上的擱置長度應≥60mm，這樣可以增強結構的連線，從而增加整體性。
3.2改變結構形式
住宅區域性牆段尺寸過小，有的承重窗間牆甚至不足0.6m。應控制南面門窗洞口尺寸，從而避免南北縱牆剛度差別太大，從而提高其抗震能力。
3.3設定構造柱及圈樑
構造柱和圈樑是增加住宅整體性的有效手段。當房屋層數為單層時，是否設構造柱，《建築抗震設計規範》並未作明確要求。由於農村住宅層數少，總高低，對設防烈度6～7度的單層住宅，可以設構造柱，也可以不設。但青島地區典型農村住宅抗震橫牆少，僅有兩道山牆(按《建築抗震設計規範》，普通黏土磚牆厚度<240mm不作為抗震牆看待)，山牆間距較大。在地震中外縱牆平面外受力，易使外牆破壞，從多次地震震害［6］看，該類房屋發生外牆拉脫外閃，會使屋架塌落，造成人員傷亡。所以，不設構造柱時應加強山牆與外牆的連線。在抗震設防區，圈樑加固牆身尤為重要。由於該類磚木結構的橫牆少、空間剛度小，穩定性很差，應在簷口標高處設定圈樑，有條件時，也可以在基礎頂設定下圈樑。圈樑宜採用鋼筋混凝土現澆，高度≥120mm，寬度一般與牆體同厚。這樣可以增加住宅的.整體剛度，有利於抗震。另外，還要適當提高建築砂漿的強度，增加對牆體的保護措施，如在牆體表麵粉刷防水塗料等。
4結語
新農村建設工程的實施，使農村住宅的建造數量快速增加，由於部分人對房屋抗震設防的意識淡薄，在建造房屋時，不經過正規設計和施工，往往根據當地的建造習慣而建設房屋，給房屋的抗震安全埋下隱患。本文對青島地區民宅的抗震設防情況進行了現場調查，發現該地區農村住宅的抗震設防還存在很多不足，根據青島地區農村住宅的現狀和《建築抗震設計規範》GB50011—2010的要求，提出了加強屋蓋及牆體連線、改變房屋的結構形式、設定構造柱及圈樑等改進措施，為後續房屋的建設提供參考。
參考文獻:
［1］潘明輝，繆昇.從雲南省大姚縣6.2級地震看我國小城鎮和村鎮房屋存在的抗震問題［J］.世界地震工程，2004，20(4):86-89.
［2］葛學禮，朱立新，王亞勇，等.村鎮建築震害與抗震技術措施［J］.工程抗震，2001，3(1):43-48.
［3］郭容，楊正湘，汪成.太陽山周圍村鎮建築抗震效能調查［J］.工程抗震，2002，6(2):37-40.
［4］唐麗華，尹力峰.新疆巴楚—伽師6.8級地震房屋建築震害原因淺析［J］.內陸地震，2003，17(2):165-169.
［5］王亞勇，葛學禮，袁金西.新疆巴楚M6.8地震房屋震害及經驗總結［J］.地震工程與工程振動，2003，23(2):172-175.
［6］張耀軍，崔千祥，張新軍.山東民房抗震設防問題探討［J］.工業建築，2008，38(S1):422-424.