姚新強 陳宇坤 邱 虎 楊緒連 高武平 閆成國(天津市地震局,天津 300201)
內蒙古阿拉善盟5.8級地震民居抗震能力分析
姚新強 陳宇坤 邱 虎 楊緒連 高武平 閆成國
(天津市地震局,天津 300201)
2015年4月15日15時39分,內蒙古自治區阿拉善盟阿拉善左旗(39.8°N,106.3°E)發生5.8級地震。地震未造成人員傷亡,震中附近少部分老舊房屋出現裂縫和局部破壞。但是部分結構震前存在裂縫和局部倒塌現象,民居抗震能力普遍較差。如發生較大破壞地震,震害會大大加重,也會造成較大的人員和財產損失,所以非常有必要在這次震害的基礎上,分析內蒙古本地民居的抗震能力,研究民居結構的抗震措施,制定民居防震減災對策。
(1)烈度分布特征。此次地震震中位于沙漠腹地,由于民居稀少,震級不大和地表沙漠影響,所以地表震害特征不明顯,為烈度評定造成了困難。地震最高烈度為Ⅶ度,分布在沙漠腹地,等震線長軸呈北東東走向分布,Ⅵ度區及以上總面積為5030平方千米,共涉及內蒙古自治區5個旗(區),包括阿拉善盟的阿拉善左旗、阿拉善經濟開發區、烏蘭布和沙產業生態示范區,鄂爾多斯市鄂托克旗,烏海市海勃灣區。此外,位于Ⅵ度區之外的部分市和旗也受到地震波及,造成個別居民點房屋有少量破壞。
(2)民居構造特征與震害分析。民居多為單層的磚木結構,部分為土坯土結構,多為農牧民自建房屋,普遍存在承重料強度低,抗震能力差的特點。①民居基礎特點。一方面民居大多建在軟弱土上,部分甚至建在沙漠沙土上,地基土不密實,粘接能力差,承載能力和抗剪能力均較弱;另一方面在地基的處理過程中,往往沒有進行夯實,導致上部結構沉降,墻體產生豎向拉開裂縫,嚴重的產生局部倒塌。②承重墻體特點。墻體為土坯或普通磚,用泥漿或較低強度水泥砂漿砌筑,民居中的震害主要反應在墻體上,震害較重的有女兒墻的倒塌,門窗洞口的裂縫,梁下墻體的豎向裂縫和縱橫墻交接部位的豎向裂縫。因墻體多為土坯和普通磚,最關鍵的是砌筑所用為泥漿或低強度水泥砂漿,導致墻體抗剪能力差,在門窗洞口角部產生斜裂縫,縱橫墻的連接強度較差,加上基礎沉降,縱橫墻交接部位產生較大豎向貫穿裂縫,屋架主梁直接搭在墻體上,造成墻體局部稱重,應力集中。梁下墻體產生豎向貫穿裂縫。在地震中,這些裂縫會加重,形成新的震害。③屋架結構特點。民居中普遍采用木屋架,木屋架整體偏輕,易于抗震。但實際民居中木屋架構件之間只是簡單的搭接,造成整體連接性差,木屋架在墻體上的搭接長度過短,即使在中強地震下,木屋架容易產生局部的塌落。
(3)民居結構抗震建議。針對當地建筑材料特點和人民生活水平,建議民居采用圈梁構造柱的磚混房屋,可大大提高當地民居的抗震設防水平。具體措施如下:①民居基礎措施?;A深一點,采用碎石、礦渣等替換松軟沙土,夯實基礎。保證地基承載力達到要求。②承重墻體抗震措施。提高砌筑砂漿強度,盡量不用土坯做承重墻體。在墻體中設置圈梁構造柱是結構抗震的重要措施。在主梁下端設置木墊片鋪設在墻體上,木墊片的尺寸應采用《鎮鄉村建筑抗震設計規程》的規定尺寸,還應采用高標號的砂漿坐實木墊片,減少墻體承重中應力集中現象。③屋頂構造抗震措施。盡量采用現澆鋼筋混凝土結構屋頂,若采用木屋架,木屋架構件間采用卯榫連接,加強木屋架的整體性,按照規范要求增加承重柱的尺寸,增長木屋架和墻體的搭接長度。
(4)結論。內蒙古當地民居建筑形式簡單,結構類型單一且有規則,符合規范對建筑結構平立面的抗震要求。針對民居震前已存在的裂縫和震后破壞現象,可認為民居抗震能力較差。在邢臺地震時總結的民居抗震經驗:地基牢一點,房屋矮一點,屋頂輕一點,聯接好一點,針對新形勢下的民居特征和震害特點,總結出如下抗震經驗:地基實一點,墻體強一點,聯接牢一點。力求做到,地基牢固堅實,采用圈梁構造柱抗震措施,提高墻體整體強度,加強構件之間的聯接。大力推進安居工程建設力度,做好民居防震減災對策。