安徽省農(nóng)村房屋抗震性能調(diào)查及分析

孫 潔 尹宗軍

1 概述

由于缺乏法律強(qiáng)制要求，缺乏防震減災(zāi)意識(shí)和知識(shí)以及經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后等原因，使得我國農(nóng)村民居和村鎮(zhèn)公共設(shè)施的防震能力十分薄弱。而地震造成的傷亡人員絕大部分也是農(nóng)民，甚至5級(jí)左右的地震都造成了人員死亡，不設(shè)防的農(nóng)村民居和村鎮(zhèn)公共建筑成了危害農(nóng)民生命安全和經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)的重大隱患。

為了全面貫徹執(zhí)行國務(wù)院和省政府關(guān)于實(shí)施農(nóng)村民居地震安全工程的要求，實(shí)現(xiàn)“到2020年，我國基本具備綜合抗御6級(jí)左右、相當(dāng)于各地區(qū)地震基本烈度的地震的能力”的目標(biāo)[2]，安徽省建設(shè)廳決定開展“安徽省農(nóng)村房屋抗震性能現(xiàn)狀調(diào)查”專項(xiàng)工作，委托合肥工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院成立了“農(nóng)村房屋抗震性能調(diào)查”課題組，承擔(dān)相關(guān)技術(shù)工作，旨在為全面做好農(nóng)村民居地震安全工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2 抽樣調(diào)查及分析

安徽省地處華北、揚(yáng)子斷塊和秦嶺大別山斷褶區(qū)三個(gè)大構(gòu)造單元的接壤地帶，是一個(gè)地質(zhì)比較復(fù)雜的地區(qū)。全省各地的抗震設(shè)防烈度各不相同，抗震設(shè)防烈度為7度、設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.15g，抗震設(shè)防烈度為7度、設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g，抗震設(shè)防烈度為6度、設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g和不抗震設(shè)防的區(qū)域在我省均有分布[3]。

結(jié)合安徽省抗震設(shè)防區(qū)劃、地理地貌特征及氣候等因素，課題組在淮河以北、江淮之間和長江以南選擇了蚌埠市、六安市、巢湖市、蕪湖市四個(gè)調(diào)查點(diǎn)，以自然村為抽樣點(diǎn)，對(duì)抽樣點(diǎn)內(nèi)的房屋逐幢進(jìn)行調(diào)查，其中蚌埠市和六安市抗震設(shè)防烈度為7度、設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g，蕪湖市和巢湖市抗震設(shè)防烈度為6度、設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g。本次共計(jì)調(diào)查民居815戶，其中蚌埠市吳小街鎮(zhèn)338戶、六安市三十鋪鎮(zhèn)129戶、巢湖市煬鎮(zhèn)91戶和蕪湖市弋江鎮(zhèn)257戶。這些房屋由于建造年代、經(jīng)濟(jì)條件、建筑材料、施工工藝等的不同導(dǎo)致其抗震能力也不同。

磚混結(jié)構(gòu)是目前農(nóng)村房屋主要結(jié)構(gòu)類型，是抗震設(shè)防的重點(diǎn)。下面從結(jié)構(gòu)和構(gòu)造上對(duì)磚混結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震性能分析。

2.1 結(jié)構(gòu)布置分析

從抗震角度分析，磚混結(jié)構(gòu)的平面不規(guī)則主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn):

1)縱橫墻的布置不均勻?qū)ΨQ;

2)承重墻體不連續(xù)，不對(duì)齊;

3)片面追求大的門窗洞口，對(duì)承重墻體的削弱較大;

4)樓梯往往設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處，對(duì)抗震不利;

5)豎向不規(guī)則主要體現(xiàn)在以下兩點(diǎn):

a.承重墻體的豎向布置不連續(xù);

b.上下層剛度和質(zhì)量變化較大。

2.2 結(jié)構(gòu)構(gòu)造分析

1)陽臺(tái)懸挑梁的錨固:陽臺(tái)懸挑梁的埋入長度要滿足抗震規(guī)范要求，應(yīng)有可靠的錨固連接。圖1為四地民居陽臺(tái)的錨固情況。可以看出民居陽臺(tái)懸挑梁有54%不滿足抗震錨固長度的要求。根據(jù)以往的震害資料，陽臺(tái)在地震中是薄弱環(huán)節(jié)，陽臺(tái)傾覆或者坍塌會(huì)造成人員傷亡，所以需重視陽臺(tái)的錨固措施。

2)圈梁:對(duì)于抗震構(gòu)造措施之一的圈梁設(shè)置，分別按照樓層圈梁和地圈梁設(shè)置情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，見表1，相比較而言，對(duì)地圈梁的重視程度比樓層圈梁要高。從表1可以看出，民居圈梁設(shè)置的平均水平，無論是樓層圈梁還是地圈梁，設(shè)置比例都只有1/3左右，大部分還沒有設(shè)置。

表1 圈梁設(shè)置情況 %

為了進(jìn)一步了解各個(gè)年代民居圈梁設(shè)置情況，現(xiàn)將各個(gè)年代的地圈梁設(shè)置比例繪制成折線圖，見圖2。

以上數(shù)據(jù)說明，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)民建房越來越重視房屋的安全與質(zhì)量。

圈梁是一種很重要的抗震設(shè)防措施，圈梁與構(gòu)造柱一起構(gòu)成了“弱框架”，可以有效的吸收地震能量，減輕地震災(zāi)害。目前農(nóng)村房屋的圈梁設(shè)置率還不高，應(yīng)將圈梁的設(shè)置作為農(nóng)村抗震設(shè)防的一個(gè)重點(diǎn)。

3)構(gòu)造柱:在房屋四角及大洞口兩側(cè)等適當(dāng)位置設(shè)置構(gòu)造柱，構(gòu)造柱和樓層圈梁以及地圈梁構(gòu)成了弱框架體系，在地震來臨時(shí)，這種弱框架體系能極大地提高磚混結(jié)構(gòu)的延性和抗倒塌能力[4]。縱觀整個(gè)調(diào)查的情況，沒有設(shè)置構(gòu)造柱的比例還很高，因此加大宣傳力度并給予技術(shù)指導(dǎo)，對(duì)于農(nóng)村建房就顯得十分必要。對(duì)于設(shè)置了構(gòu)造柱的民居，大部分也沒有做好構(gòu)造措施，如在構(gòu)造柱與墻體連接處留馬牙槎、沿墻高設(shè)置拉結(jié)鋼筋。

根據(jù)調(diào)查的情況，概括起來，民居在抗震構(gòu)造措施上有如下幾點(diǎn)不足:

1)農(nóng)居陽臺(tái)的懸挑梁錨固情況不好，符合抗震規(guī)范要求的只占46%;

2)樓層圈梁設(shè)置率為30.24%，地圈梁的設(shè)置率為36.04%，兩者都偏低;

3)大部分地區(qū)現(xiàn)有房屋沒有設(shè)置構(gòu)造柱，墻體沒有形成約束砌體，延性差;

4)構(gòu)造柱和墻體之間未留馬牙槎、縱橫墻交接處沒有設(shè)置拉結(jié)筋。

3 建議

3.1 結(jié)構(gòu)布置

1)平面布置應(yīng)簡單、規(guī)整，避免局部凸出或凹進(jìn)。

2)縱橫墻的布置宜均勻、對(duì)稱。在平面上宜對(duì)齊，在豎向應(yīng)上下連續(xù)，在同一軸線上，窗間墻的寬度宜均勻。

3)結(jié)構(gòu)承重體系應(yīng)優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重體系。

4)建筑立面盡量規(guī)整簡單，層高不要過高，以3.0 m左右為宜。

5)嚴(yán)格控制窗戶的大小，保證窗間墻尺寸，避免因窗間墻過窄造成抗剪承載力不足而產(chǎn)生裂縫。

3.2 結(jié)構(gòu)構(gòu)造

1)裝配式混凝土樓、屋蓋或木屋蓋的磚房，宜在樓、屋蓋處增設(shè)圈梁;現(xiàn)澆樓、屋蓋可不設(shè)圈梁，但樓、屋蓋與墻體應(yīng)有可靠連接。

2)房屋四角、樓梯間周圍及大洞口兩側(cè)應(yīng)設(shè)置構(gòu)造柱。

3)樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處。

4)出屋面的樓梯間和女兒墻、陽臺(tái)及屋面上的水箱等要與主體結(jié)構(gòu)有可靠的連接。

5)在平面內(nèi)墻體一定要閉合，不能有開口墻，內(nèi)外墻必須同時(shí)砌筑，且內(nèi)外墻交接處咬槎要牢固，沿墻高每隔500 mm配置2Ф 6的拉結(jié)筋。每邊伸入墻內(nèi)1.0 m～1.5 m，以加強(qiáng)內(nèi)外墻的連接，提高墻體的整體性。

[1] 王 瑛，史培君，王靜愛.中國農(nóng)村地區(qū)地震災(zāi)害特點(diǎn)及減災(zāi)對(duì)策[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2005，14(1):82-89.

[2] 王蘭民，陶裕祿，袁一凡，等.中國地震安全農(nóng)居示范工程綜述[J].西北地震學(xué)報(bào)，2005，27(4):305-311.

[3] GB 18306-2001，中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖[S].

[4] 葉燕華.砌體結(jié)構(gòu)[M].北京:中國水利水電出版社，知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社，2004:86-190.

[5] GB 50011-2001，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[6] GB 50003-2001，砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[7] GB 50007-2002，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[8] GB 50010-2002，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].