趙光超 汪曉豐
1)湖南大學土木工程學院,長沙 410082
2)長沙市城市建設科學研究院,長沙 410011
湖南省農村房屋安全性現狀統計分析
趙光超1)汪曉豐2)
1)湖南大學土木工程學院,長沙 410082
2)長沙市城市建設科學研究院,長沙 410011
本文匯總了湖南省農村房屋的安全性等級情況資料,從房屋的建造年代、結構形式、各年代所建房屋的危房率以及居民的住房質量、安全意識與房屋抗震性能的對比幾個方面進行了房屋安全性狀況統計分析。結合房屋典型損壞現象,分析了此次調查中房屋的損壞特征,總結了各種結構形式容易出現的問題。根據房屋典型損壞現象分析和安全性等級情況統計,得出了以下結論:湖南省農村生土結構和木結構房屋的安全性現狀不容樂觀;有關部門應制定一套適合農村的結構設計規范,并通過培訓等方法解決農村房屋設計和施工問題;部分存在潛在嚴重地質災害的地區和大山深處的房屋已無改造、新建的意義,最好整體搬遷。
安全性等級 抗震性能 房屋損壞特征 農村房屋
由于農村經濟落后和農民抗震防災知識的缺乏等原因,農村房屋的抗震防災能力十分薄弱。此外,大量房屋年久失修,存在較大的安全隱患,一旦發生洪水、地震等自然災害,將不可避免地造成較大的經濟損失和人員傷亡。2008年汶川地震(清華大學等,2008)和2010年玉樹地震的慘重地震災害,突顯了農村房屋抗震防災能力的脆弱,使得農村房屋的安全問題日益引起社會各界的廣泛關注。
為有序推進農村危房改造,逐步解決農村困難群眾住房安全問題,住房和城鄉建設部決定組織編制農村危房改造“十二五”規劃。湖南省組織開展了試點調研工作。全省共選取了3個試點縣,包括好、中、差三個發展水平的9個行政村,對每個行政村進行普查。本文匯總了有關房屋安全性等級調查資料,根據房屋的建造年代、結構形式、各年代所建房屋的危房率、農民的住房質量安全意識和房屋抗震性能的對比4個方面,對房屋安全性等級情況進行了初步統計,分析了農村房屋的安全性現狀。同時在此基礎上,對湖南農村房屋抗震防災現狀進行了初步評價,并提出了相關建議。
根據中華人民共和國住房和城鄉建設部《農村危險房屋鑒定技術導則》并結合“房屋危險性綜合評定方法表”,農村房屋的安全性等級可分為4個等級:
(1)A級:結構能滿足正常使用要求,未發現危險點,房屋結構安全;
(2)B級:結構基本滿足正常使用要求,個別結構構件處于危險狀態,但不影響主體結構安全,基本滿足正常使用要求;
(3)C級:部分承重結構不能滿足正常使用要求,局部出現險情,構成局部危房;
(4)D級:承重結構已不能滿足正常使用要求,
房屋整體出現險情,構成整體危房。
生土結構房屋由生土墻作為主要承重構件,墻體是由土坯、夯土等生土用泥漿砌筑而成。由于該類房屋年代久遠,墻體風化剝蝕現象嚴重,存在很大的安全隱患。
調查結果表明,生土結構房屋主要存在以下損壞特征:
(1)地基局部損壞或產生不均勻沉降。該類結構的地基多由卵石或塊石堆砌,承載力往往不足,再加上雨水浸泡等原因,往往產生地基局部損壞和不均勻沉降產生的墻體裂縫(見圖 1)。
(2)墻體開裂或局部墻體喪失承載力。當木檁擱在山墻上而且不設置墊木時,由于局部應力集中,經常產生墻體開裂或局部喪失承載力,此外,生土墻體由于干縮也會導致裂縫的產生(見圖2)。
(3)梁、柱明顯開裂。由于年代久遠和梁、柱承載力的不足,梁、柱往往產生明顯開裂(見圖3)。
(4)樓、屋蓋與墻、梁沒有拉結(見圖4)。

圖1 地基沉降Fig. 1 Sinking of foundation

圖2 墻體開裂Fig. 2 Cracks in wall
磚混結構房屋的建造年代較短,按規范要求設置了圈梁和構造柱后,房屋的整體性增強,抵抗不均勻沉降的能力也有很大改觀,安全性等級整體較高,其主要損壞特征是存在墻體裂縫。
對于磚混結構,磚墻上的裂縫往往比較嚴重,而混凝土構件上的裂縫則相對較輕,這些裂縫可分為受力裂縫和變形裂縫。受力裂縫是在各種直接荷載作用下結構產生的裂縫,而變形裂縫則是由于砌體收縮、溫差、地基不均勻沉降等原因產生的。
本次調查中出現的多為墻體裂縫,如階梯裂縫、水平裂縫及斜裂縫等(見圖5)。產生的主要原因是地基的不均勻沉降、部分房屋構造柱設置不足或不設置、施工質量和建筑材料質量差等。

圖3 木柱縱向開裂Fig. 3 Vertical cracks in column

圖4 相鄰構件無拉結Fig. 4 No links between different components

圖5 磚混結構的破壞形式Fig. 5 Damage form of masonry-concrete structure
木結構房屋由木構架承重,圍墻只起圍護隔斷作用(謝啟芳等,2008)。由于便于就地取材等原因,一些地區以木結構房屋為主。在此次調查中,木結構的損壞主要是由于房屋年久失修造成的,主要體現在木構件的干裂、木構件的腐朽、相鄰構件拉結不足等方面(見圖6)。

圖6 木結構的破壞形式Fig. 6 Damage form of timber structure
砌塊是一種可以代替傳統粘土實心磚的新型墻體材料(張春梅,2003),砌塊結構保留了磚結構取材方便、造價低廉和施工簡單的優點,又不毀壞耕地,因此在一些地區廣泛應用。
在本次調研中,砌塊結構房屋較少,且建造時間較短,房屋的安全狀況良好,只是部分房屋由于選址和施工等原因,個別墻體出現少量裂縫。
磚木結構房屋基本上以磚和木材為主體建造而成,主要由磚墻承重,部分房屋由磚墻和木屋架共同承重(非明倫等,2008)。在此次調查中,磚木結構房屋最多。破壞形式主要是墻體局部開裂或發生輕微位移、歪閃,墻體與木構架連接不足,部分房屋縱橫墻交接處有明顯松動或脫閃跡象等(見圖7)。

圖7 磚木結構的破壞形式Fig. 7 Damage form of masonry-timber structure
建造年代對結構損壞程度的影響主要有以下幾個方面:建筑材料質量不同、施工水平的差異、設計規范不同和使用年限的不同。將房屋安全性等級情況按照時間段劃分,可得到表1和圖8所示的安全性等級狀況統計結果。從中可以發現,80年代以前建造的房屋損壞程度嚴重,其原因主要是:當時經濟水平低,建筑材料質量差,施工工藝落后,而且缺乏必要的維修加固。而80年代后建造的房屋,C、D級比例明顯降低。由于建造時間較短,以及經濟水平、建筑材料質量等各方面的原因,房屋建造質量比以前有了較大的提高。

表1 房屋安全性等級狀況統計(按建造年代分類)Table 1 Statistics of building safety classes by construction time
各類結構形式房屋的安全性等級狀況統計如表2所示。調查區的生土結構、磚混結構、磚木結構和木結構房屋的安全性等級情況對比見圖9。從破壞程度嚴重的C、D級所占的比例來看,不同結構形式的破壞程度按以下順序依次減輕:生土結構→木結構→砌塊結構→磚木結構→磚混結構。除了各類結構形式房屋的建造時間和結構性能的差別以外,材料性能和施工質量的好壞也對結構的安全等級有一定的影響。比如生土結構,墻體具有干縮性,且多用泥漿砌筑,其安全等級就較低。而調查區砌塊結構C、D級占18%,多是由于施工質量差造成的。

圖8 不同建造年代的房屋安全性等級情況對比Fig. 8 Percent of different safety classes of buildings with different construction time

圖9 生土結構、磚混結構、磚木結構和木結構房屋安全性等級情況對比Fig. 9 Comparison of safety level for raw-soil, masonry–concrete, masonry-timber and timber structures

表2 房屋安全性等級情況統計(按結構形式分類)Table 2 Statistics of building safety classes by construction type
在各不同時間段所建的房屋中,C、D級所占的比例如圖10所示。從曲線圖可以看出,隨著時間的推移,由于所建房屋的質量有了很大的改善,其安全性等級也隨之提高,3個地區的C、D級百分率基本呈下降趨勢。

圖10 各時間段所建房屋中C、D級房屋百分率Fig. 10 The rates of buildings with C class and D class at different time periods
調查顯示,對于國家為保證房屋質量安全,規定一些基本的強制性標準和要求的提議,居民大致有3種觀點:①國家應該規定,能接受;②國家可以規定,但可能難接受;③其他。調查結果見圖 11。由圖可見,77%的居民認為國家應該規定一些基本的強制性標準和要求以保證房屋的質量安全,并且可以接受;21%的居民則表示限于經濟水平,可能無法接受;僅有2%的居民認為規定與否無關緊要。可見大多數居民看重住房質量安全問題。
在調查中房屋的抗震設防狀況分為3種情況:①基本不設防;②有部分抗震構造措施;③抗震構造措施基本齊全。房屋抗震設防狀況的統計見圖12。從圖中不難看出,僅有4%的房屋抗震構造措施基本齊全,而67%的房屋基本不設防,一旦發生地震災害,必會給該地區帶來災難性后果。

圖11 居民住房質量安全意識Fig. 11 Pie diagram of safety consciousness of residents

圖12 房屋抗震性能調查Fig. 12 Pie diagram of buildings in different anti-seismic capacity
對比圖11和圖12,居民的住房質量安全意識和房屋的抗震設防水平形成了鮮明的對比,除了部分房屋建造年代久遠的原因外,經濟水平是限制房屋抗震設防水平的主要因素。發展農村經濟,提高農村工匠水平和保證建材質量已成為保證農村住房質量的根本所在。
通過對湖南省農村房屋的安全性等級情況調查,我們得到了以下結論并提出建議:
(1)湖南省農村生土結構和木結構房屋的安全性現狀不容樂觀。生土結構房屋占到調查地區房屋總數的21%,而生土結構房屋中高達59%為C或D級。木結構房屋占到調查地區房屋總數的20%,而木結構房屋中C或D級達到29%。一旦發生地震災害,這些房屋無疑將成為受災的主體。
(2)大量房屋為居民自己設計和本地工匠建造,由于居民和工匠專業知識的缺乏,直接導致結構設計的不合理且無法保證施工質量,以致部分新建房屋也出現了一些安全問題,這會造成不必要的損失。建議有關部門制定一套適合農村結構形式和經濟水平的結構設計規范,并通過培訓等措施解決農村房屋的設計和施工問題。
(3)大量房屋存在潛在的安全問題,需要進行加固、改造及新建。對于存在潛在嚴重地質災害隱患和大山深處的房屋,改造和新建是毫無意義的。對于這些地區,建議進行整體搬遷。
(4)建議加強貧困地區扶貧資金投入,加大農村危房改造力度,盡可能減小農村房屋的安全隱患,從而避免小的自然災害造成不必要的損失。
非明倫,朱月芬,周光全等,2008. 汶川8.0級地震現場災害調查統計與分析. 地震研究,31:535—543.
清華大學,西南交通大學,北京交通大學土木工程結構專家組,2008. 汶川地震建筑震害分析. 建筑結構學報,29(4):1—9.
謝啟芳,趙鴻鐵,薛建陽等,2008. 汶川地震中木結構建筑震害分析與思考. 西安建筑科技大學學報(自然科學版),40(5):658—661.
張春梅,2003. 小型砌塊建筑裂縫的原因及防治. 廣州大學學報(自然科學版),2(4):361—364.
Present Safety Situation and Analysis of Rural Buildings in Hunan Province
Zhao Guangchao1)and Wang Xiaofeng2)
1) College of Civil Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China
2) Changsha Urban Research Institute of Construction Science, Changsha 410011, China
This paper summaries the present safety situation data of buildings in rural area of Hunan province. The building safety class situations are analyzed according to the building age,structural type, the rate of the buildings in extremely poor condition, the comparison between safety consciousness of building owners and seismic capacity of buildings. The building damage features are analyzed, and the lessons learnt are concluded in this paper.According to the statistics analysis of the building damage and the case studies, several conclusive observations are made. The safety situation of raw-soil structure and timber structure in Hunan rural area is not so good. Structural design code which is appropriate for rural area should be drawn up by relevant department, design and construction problems of rural buildings should be solved by training. Those who live in some buildings which were built in serious geological disaster region or in the deep mountain areas should be moved out to the new residential areas,since these buildings are in bad condition and worthless to be reinforced.
趙光超,汪曉豐,2011. 湖南省農村房屋安全性現狀統計分析. 震災防御技術,6(3):291—299.
2011-04-28
趙光超,男,生于1986年。湖南大學在讀碩士研究生。研究方向為結構防災減災。E-mail: zhaoguangchao0908@163.com
Κey words: Safety level; Seismic capacity; Building damage features; Rural buildings