农村住宅抗震性能现状及对策研究.docx

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文章编号：

1674-148X（2013）03-0219-04

农村住宅抗震性能现状及对策研究

曾凡奎1，刘学兵2,李建国3,于经2

（1.西安工业大学建筑工程学院，陕西西安710032；2.青岛农业大学建筑工程学院；3.青岛李沧万达广场投资有限公司）

摘要：

近年来，我国地震灾害频发，造成了重大的人员伤亡和经济损失，尤其对农村造成了极大的损害。

本文对青岛地区农村住宅抗震设防情况进行了调查分析，发现其住宅选址、结构形式、构造措施材料选用和施工技术等方面对结构抗震不利。

针对青岛农村住宅现状,依据相关规范，提出对基础和地基的设置、做好材料选择及质量控制、圈梁和构造柱的布置、加强屋盖及墙体连接、改变住宅的结构形式等改进措施，为后续农村住宅的建设提供了参考.

关键词：

农村住宅；抗震现状；抗震设防措施

中图分类号：

TU352.1+1 文献标识码：

ADOI：

10.3969/J.ISSN.1674-148X.2013.03.014

StudyontheRuralHouses'PresentSituationandtheStrategiesof

theSeismicPerformance

ZENGFankui1,LIUXuebing2,LIJianguo3,YUJing2

（1.Civil&ArchitectureEngineering,Xi，anUniversityofArchitecture，Xi’an710032.China；

2.Civil&ArchitectureEngineering«QingdaoAgriculturalUniversity।3.QingdaoLicangWandaPlazaInvestment.Co.,Ltd.）Abstract•Inrecentyears,China'searthquake-prone,resultinginsignificantcasualtiesandeconomiclosses,especiallyinruralareascausedgreatdamage.ThisruralhouseinQingdaoconductedasurveyofseismica-nalysisandfounditsresidentiallocation,structure,structuralmeasuresmaterialselectionandconstructiontechniquesandotheraspectsofseismicdisadvantage.ForQingdaoruralhousingsituation,accordingtotherelevantnorms,onthebasisandfoundationset,goodmaterialselectionandqualitycontrol»ringbeamsandstructuralcolumnslayout,strengthentheroofandwallconnections,suchaschangingtheresidentialstructureimprovementsforthesubsequentconstructionofruralhousingtoprovideareference.

Keywords：

ruralhouses；theseismicsituation；seismicfortificationmeasures

收稿日期：

2013-05-07

基金项目：

西安工业大学校长基金资助项目（605-01001220）,青岛市公共领域科技支撑计划项目（09-l-l-91-nsh）

作者简介：

曾凡奎（1982-），男，山东荷泽人.博士，主要从事土木工程建造与管理方面的研究.

通讯作者：

刘学兵,E-maihxbliu@

2008年5月12日四川汶川8.0级特大地震造成了7万多人遇难，近2万人失踪，倒塌农村民房10709.6万m2的巨大损失。

2010年4月14日，玉树地震造成2698人遇难，倒塌住宅1500多万间.2013年4月20日，四川雅安芦山县发生了7.0级地震，造成203人死亡、失踪，11492人受伤，其中重伤960人。

震中芦山县龙门乡99%以上房屋垮塌。

2013年7月22日，甘肃省定西市岷县、漳县交界发生了6.6级地震，震源深度20km,因灾死亡人数达

89人，受伤800余人，倒塌房屋1968户5785间，损坏房屋22496户73151间.许多地方农村在建房时大多根据传统习惯建造，多数住宅未经正规设计和施工，自行建造，基本上不考虑抗震设防。

此外，农村地区社会和经济发展水平较低，防震减灾意识淡薄，民居建筑相对简陋，有些地方基本上处于不设防状态，很多农村住宅在抗震性能上严重不足。

-%据调查，农村面临的地震危险远高于城市，提高农村住宅的抗震能力是十分必要的。

1国内外建筑抗震设防现状

在国外，很多国家对住宅的抗震设计提出了各自的方案。

英国科学家设计了一种能在地震中"自我愈合”的住宅.利用纳米聚合体粒子研发特殊墙体,这种墙体在地震时的挤压下，纳米聚合粒子将流入裂缝中井变硬，形成固体材料，而使其结构恢复承载能力。

日本发明了一种防震加固技术，以类似安全带的树脂材料“绷带”包裹建筑物内支柱。

施工时,将抗震带涂上黏合剂，包裹后固定在建筑物支柱上。

地震发生时，支柱即使出现内部损伤也不会倒塌，从而确保人员的生存空间.另外，日本还对局部浮力技术进行了深入研究.新西兰的多种住宅的结构形式大多采用了轻型木结构。

实践证明，轻型木结构因其自身质量轻、强度高以及结构的高次超静定等特性，均表现出良好的抗震性能，能极大限度地避免地震带来的破坏。

在国内，自1974年我国批准发布了全国第一本建筑抗震设计规范--《工业与民用建筑抗震设计规范（试行）》TJll-74（简称"74”规范）。

1976年唐山大地震后随即对"74”规范进行了修改，颁布了《工业与民用建筑抗震设计规范》TJll-78（简称"78”规范）.随后对"78"规范进行了修订,完成并发布了《建筑抗震设计规范》GBJll-89（简称"89”规范），6度区的建筑工程正式纳人抗震设防范围，提出了“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设防原则。

在2001年7月20日由建设部和国家质量监督检验检疫总局联合发布了《建筑抗震设计规范》GB50011一2001（简称"2001"规范）.山东临沂利用生态建材、轻型H型钢钢结构和太阳能产品的整体生态建筑技术集成工程示范，是一项以钢结构和新型轻质墙体、楼板和屋盖材料为主的抗震节能生态房创新工程,该项工程有望在全国推广.中国建筑材料科学研究总院研发的板一柱一轻钢结构体系住宅是一种新型经济抗震节能住宅体系，被国家列为"国家科技支撑计划”项目，并已进行了示范和推广.该项工程可弥补很多农村住宅在抗震性能CAO上的不足。

姚谦峰⑸提出一种密肋复合墙板技术，密肋复合墙板在水平荷载作用下，与枢架共同工作，两者形成约束与反约束作用，共同受力，充分发挥各自性能，抗震性能也达到一定的要求。

2青岛地区农村住宅抗震性能现状

近几年，青岛地区对农村建设进行规划，建成了很多适合本地区的住宅形式。

通过调查发现在青岛地区有一种典型的单层砖木结构住宅体系（如图1

所示）。

该种住宅四周外墙为承重墙，内部墙体全部为隔墙，厚度120mm，至吊顶下部。

南向外纵墙上有尺寸较大的采光窗（如图2所示），窗高多在1.5m左右，北向外纵墙上有较小尺寸的高窗。

屋盖采用三角形木屋架承重，住宅宽度约8m,长约10m。

檐口高度多在4m左右。

另外，山墙上有高窗采光，无圈梁和构造柱.

图1一种典型的农村住宅形式

图2住宅南面的采光窗

通过实地考察和调查问卷的方式，选取青岛市的即墨市温泉镇何家庄（住宅改造较早）、丁戈庄（青岛市新农村试点村）和城阳区棘洪滩地区（部分住宅进行改造中）进行了调查研究.对住宅的结构形式,材料应用和施工工艺等方面调查分析后发现，日前新建或在建住宅最普遍的结构形式是粘土砖砌体住宅，且大部分是砌体结构直接作为承重和围护体系.该地区农村住宅的结构形式多为砖木结构，在抗震设防方面存在大量问题，极少使用构造柱和圈梁等抗震构造措施，并且村民抗震意识淡薄，忽略了必要的抗震措施.主要表现在以下几个方面：

2 .1建设场地

农民建房很少考虑建设场地对抗震是否有利，通常在已划分的宅地上夯实、建房，对抗震不利。

2 .2结构形式

平面布局不规则。

据调查，在农村住宅纵横墙（内外墙）所开的门窗洞口较多，比如山墙开采光窗.降低了纵墙的整体刚度，而窗洞口过大使窗间墙尺寸不足0.5m,造成前后纵墙刚度差异大，对住宅抗震不利.另外,砖结构的两坡红瓦屋顶和砖平房居多，屋顶重量较大,对抗震不利。

2 .3构造措施

住宅未设置圈梁和构造柱，门窗洞口也无过梁，再加上屋盖和墙体连接不够紧密，往往使结构的整体性很差，导致住宅在地震影响下容易产生破坏。

2.4屋架形式

住宅基本采用三角形木屋架，一般每个屋架都有大梁连接横墙，大梁上放置三角形屋架，屋架节点处放檀条，棵上为屋面结构。

该屋盖系统与墙体连接往往不牢固，如大梁与墙体搭接长度不够，大梁下墙体无特殊处理没有加壁柱，导致大梁下墙体开裂。

有些住宅的的木梁与墙体，屋架与墙体以及檀条与山墙之间一般没有连接措施。

住宅采用硬山搁檀，山墙与楹条又没有牢固的连接措施，山墙高,稳定性差，易导致山墙外闪使屋架塌落旧，造成人员伤亡.同时，由于屋架与墙体的质量不同，振动特性不同，地震时相互撞击，加重了破坏程度。

2 .5材料方面

大多数住宅墙体的砂浆强度远低于砖的强度。

有的住宅外墙无任何保护措施，加上雨水冲刷和风化，使砂浆和墙体承载力下降严重.农村住宅墙体无粘结干砌，纵横墙不同时砌筑，接搓不牢造成墙体连接强度差，致使墙体整体性很差。

2 .6施工方面

该地区农村住宅的建设大多有当地农民工自发组织建设，工人上岗证书不全，原材料复检等资料不全，施工技术较为落后，如临时支撑不到位，无任何冬雨季施工措施等,埋下很多安全隐患。

3提高农村住宅抗1i性能的措施

3 .1基础和地基的设1.

（1）注意基础的选型，加强其整体性和刚性，同一建筑单元不宜设置在性质不同的地基上。

农村住宅常用的条形刚性基础具有一定的抗震能力，特别是交叉条形基础，在软弱地基上对提高抗震性能有显著作用，能较好地调整基底压力，有效减轻上部建

筑物的破坏.同一建筑单元宜采用同一类型基础.

（2）建筑物基础的埋置深度不宜过浅。

建筑物基础埋置深度增加，可以增强地基土对建筑物的嵌固作用，从而减小建筑物的振幅，减轻震害。

所以，建筑物的基础应尽可能埋得深一些，并切实做好基槽回填和夯实，使其与基础侧面紧密接触。

（3）加强基础和上部结构的整体性。

基础在室内地坪下宜做内外交圈的基础圈梁，上部结构的构造柱钢筋插入圈梁，使构造柱与地面下圈梁连接牢固。

当地基土质较差时，还宜在基底布置圈梁。

基础应尽可能取直和拉通，避免切断。

防潮层不宜用沥青或油毡，以防在地震荷载作用下滑动。

3.2做好材料选择及质量控制

应在保证抗震设防要求的条件下尽可能就地取材少用粘土砖，以节约土地资源和建材运费；尽量采用砂浆砌筑，砂浆强度等级应不低于M2.5.但也不宜过高，过高时，砂浆塑性差，多耗水泥且造成施工困难;墙体厚度一般为370mm左右，粱（或屋架）在墙上的搁置长度要大于300mm，并与墙或圈梁锚固牢靠，檀条之间的连结最好用棒头。

3.3加强屋盖及墙体连接

在发生地震时，单层砖木结构常有屋顶塌落现象发生KF,原因是屋架与墙体及裸条的连接不牢。

因此，应加强屋盖各构件之间的连接和锚固。

由于屋架跨度较大，按砌体结构设计规范要求，应在支承处砌体上设置混凝土或钢筋混凝土垫块。

木摞条在山墙上应注意搁置处的防腐处理，一般在端头涂以沥青并在搁置点下设混凝土垫块.屋架在墙上的搁置长度不应小于240mm。

概条在山墙上的搁置长度不小于180mm，并与山墙用墙缆拉接，对头搭接棵条在木屋架上搁置长度不应小于60mm，以增强结构的连接从而增加其整体性。

3.4改变住宅的结构形式

住宅的结构应改为砖混结构，住宅局部墙段尺寸过窄，有的承重窗间墙甚至不足0.6m。

在结构平面上，同一轴线上纵墙垛局部尺寸宜均匀，不应相差过大。

控制南面门窗洞口尺寸，从而避免南北纵墙刚度差别太大，提高住宅抗震能力.该地区农村冬季用火炕、火墙采暖，所以在农村住宅的墙体设置烟道，屋面设置烟囱，从而使墙体刚度发生变化，易形成应力集中，一旦遇到地震则首先破坏。

因此，在留洞墙体中应加配钢筋等。

屋面烟囱上加箍筋与垂直筋，以加强烟囱整体性及其与屋盖的连接，或者将烟囱设置外置形式，脱离墙体，减少地震时的联系性。

3.5图梁和构造柱的布JL

（1）圈梁能大大减轻震害，圈梁加固墙身尤为重要。

由于传木结构的横墙少、空间刚度小，稳定性差，建议在檐口标高处设置圈梁，也可以在基础顶设置下圈梁。

圈梁宜采用现浇钢筋混凝土结构，高度不小于120mm，宽度一般与墙体同厚。

可增强住宅的整体刚度,有利于抗震。

（2）设置构造柱。

钢筋混凝土构造柱可加强住宅抵抗竖向地震作用的能力，加强纵墙和横墙的连接，增强住宅的整体性，在很大程度上提高了砖砌住宅的抗倒塌性，使墙体材料从脆性向延性过渡。

根据《建筑抗震设计规范》，不同的抗震烈度、住宅层数、墙体部位规定了圈梁和构造柱的设计要求，应遵照执行.构造柱设置：

外墙四角、较大洞口两侧、外墙与内墙交接处、楼梯间四角等。

构造柱最小截面为240mmX80mm。

构造柱内纵筋不应小于4612,箍筋不宜小于6@250.

当住宅层数为单层时，是否设构造柱，《建筑抗震设计规范》（GB50011-2O0D并未作明确要求。

由于农村民房层数少，总高低，对设防烈度6〜7度、一层以下的住宅，可以设构造柱，也可以不设，建议设在住宅四角及屋架两端。

但青岛地区典型民宅抗震横墙少,仅有两道山墙（按抗震规范，普通黏土砖墙厚度小于240mm不作为抗震墙看待）切，山墙间距较大，在地震中外纵墙平面外受力，易使外墙破坏，从多次地震震害看，该类住宅发生外墙拉脱外闪，山墙外闪会使屋架塌落。

所以，不设构造柱时应加强山墙与外墙的连接口。

）.

4结语

本文通过对青岛农村住宅抗震设防情况进行的现场调查，发现该区农村住宅的抗震设防有很大漏

洞。

由于施工队伍的资质等级没有明确规定，施工者素质良莠不齐，以及人们对住宅抗震设计意识淡薄，并且在建造住宅时，未经过正规的设计，缺乏对抗震性能的考虑，以致对住宅的抗震安全埋下了隐患。

针对青岛农村住宅现状,依据建筑抗震设计规范（GB50011—2009）的要求，本文提出了对基础和地基的设置、做好材料选择及质量控制、圈梁和构造柱的布置、加强屋盖及墙体连接、改变住宅的结构形式等的改进措施。

本文对指导新农村建设、增强农村住宅抗震能力工作具有重要意义，为后续农村住宅的建设提供了参考。

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