我國農村民居抗震工程綜述

張麗彥 畢賢偉 于峰 于水清 谷穎軍

[摘要]近年來，地震對農村民居的破壞不僅造成了巨大的經濟損失，而且危害了農村居民的生命安全。汶川地震和云南魯甸地震的教訓讓我們深刻認識到這一問題的重要性與緊迫性。分析了農居的抗震現狀和抗震性能差的原因，給出提升農居抗震能力的對策及建議。研究結果有助于理解地震對農村民居的巨大危害，對今后新建農居抗震設防具有一定的借鑒意義。

[關鍵詞]農村民居;抗震;抗震能力：地震

[中圖分類號]P315.9[文獻標識碼]A

我國地處太平洋地震帶和地中海-喜馬拉雅地震帶之間（見圖1），是一個地震多發的國家，我國又是一個農業大國，絕大部分地區是農村，大部分人口是農民。《中國大陸地震災害損失評估報告匯編》表明，我國超過80%的5級以上地震發生在農村，而農村地區常常忽略民居的抗震設防問題。大多數民居未經正規規劃選址、設計、施工，基本上處于不設防的狀態，所以農居的抗震性能非常差。

據統計在農村地區，一次5級左右的地震，就會造成一定的房屋倒塌和人員傷亡。在西部村鎮，甚至一些4級的地震就會造成一定的人員傷亡和經濟損失。一些重大的災害更是對民居造成了巨大的損害，2003年7月21日云南大姚6.2級地震，倒塌民房9343間，共造成10億多元的經濟損失。2008年5月12日汶川8.0級地震直接造成107096萬m2農村民房倒塌。2014年8月3日云南魯甸6.5級地震，造成了7.98萬間民房倒塌，12.4萬間嚴重損壞，46.61萬間一般損壞，108.84萬人受災。我國農居抗震可以說起點低，需求迫切。因此，提高我國農村地區的抗震設防，具有重大意義。

1 農居抗震性能現狀

1.1 農居的主要類型

我國幅員遼闊，在不同地域不同時期農村民居的樣式不同，但歸納起來主要有四種：窯洞、土木結構、磚木結構和磚混結構。

窯洞（見圖2）主要分布于黃土高原的山西、陜西、河南、河北、內蒙古、甘肅以及寧夏等省份。目前仍在使用的窯洞多建于上世紀50年代。窯洞基礎多為石砌，拱腿由原土和稻草夯實砌筑，拱頂土坯砌筑。地震力作用下，窯洞主要受力構件之間無可靠連接極易導致倒塌。

磚木結構（圖3）豎向承重結構的墻、柱等采用磚或砌塊砌筑，樓板、屋架等用木結構。土木結構的基礎多為石砌，屋面系統為木屋架加泥漿瓦片的形式，大多數為墻抬梁的形式，無圈梁和構造柱等抗震措施;縱橫墻交界處僅磚磋咬合砌筑，無構造措施，所以土木結構普遍抗震能力較差。調查表明砌筑砂漿強度偏低，且西北地區砂漿風華嚴重，強度不足以抵抗水平方向地震力。

土木結構也是是農村居民房屋普遍采用的一種結構形式，用竹條代替鋼筋，粘土（有的還會加混稻草）代替混凝土加以夯實做成的房屋墻體，以木頭為梁，以瓦或是干草為蓋，主要承重結構為土坯墻或夯土墻。土木結構中檁條一般直接擱置在橫墻上，且縱橫墻之間沒有抗震構造措施，房屋整體性差，不利于抗震。

近15年來，我國農村新建房屋多為磚混結構（圖4），村鎮自建的磚混結構為石砌條形基礎，磚砌筑承重墻，少部分屋蓋采用現澆的方式，屋蓋整體性強，具有一定的抗震能力;有部分屋蓋為混凝土預制板，預制板與墻體的搭接長度受墻厚限制，抗震能力相對較差。一般自建磚混結構僅設有地圈梁和一層圈梁，未設置圈梁和構造柱，整體性差。2012～2015年由政府投資建設了一批“抗震安居房”，按抗震設防要求設有地梁、圈梁和構造柱，屋蓋為現澆鋼筋混凝土，房屋的整體性好具有良好的抗震能力。

1.2 農居抗震性能差的主要原因

上述調查表明當前農村民居抗震性能普遍較差，產生這種現象的原因主要有以下幾個方面。

1.2.1 建筑場地選擇不恰當。農村民居不注重場地的選擇，房屋選址未避開一些不利于防震減災的地段，如水位較高的軟弱土層、半挖半填的土坡、古河道、陡崖陡坡或者暗河旁、可能發生滑坡的地方等

1.2.2 建筑材料質量不合格。大部分農村地區經濟落后，農民收入偏低，為節省開支，往往采用碎舊磚瓦構筑地基，導致基礎松散不牢，強度低。地震時，常見由于基礎先破壞而導致的墻體劈裂或倒塌。農村自建房屋時往往存在砂漿配比不當的情況，導致墻體抗剪強度不夠，地震時會導致墻體破壞、房屋倒塌。另外，有的房屋新舊磚混和砌筑承重墻體，用作梁柱的木材質量較差，有時甚至是舊木材或者腐朽木材，這導致房屋整體性差，地震時可能造成農居失穩倒塌。

1.2.3 房屋結構布局不合理。農村一般根據當地習俗或個人愛好建房，從而導致工匠更加注重外立面的裝飾布置，而不是結構的合理性。這種情況使得大部分民居平、立面布置不規則。如房屋立面過高、門窗洞口過大（圖3），嚴重削弱墻體的強度，地震時墻體容易從窗口折斷傾倒;進深過深，房間較多導致縱橫墻布置不均勻，使得房屋平面剛心偏移;女兒墻過高或者多層房屋底層收進使得結構上下剛度和質量變化大，使得房屋抗震能力大大下降。

1.2.4 墻體和屋蓋系統整體穩定性差。縱橫墻交接處主要靠磚石咬合力搭接，無拉接措施，導致房屋的整體性較差。窗間墻較窄使得墻體強度降低，在地震作用下容易發生剪切破壞，進而造成結構的整體破壞。農居屋蓋一般為大木梁、二梁和檁條、瓦片組成，有時也采用混凝土預制板，建造時直接將屋蓋浮于墻上，屋蓋與墻體無可靠連接，整體性差。地震時，輕則屋蓋移位導致承重墻開裂，重則屋頂塌落，導致結構破壞人員傷亡。

施工水平低。農居多為農村工匠自行組織施工隊建設，大多未接觸專業培訓，不懂結構受力方面的知識，施工水平參差不齊。通過對災害現場的分析，受力構件之間以及內外墻之間缺少可靠的鏈接是造成房屋破壞的主要原因。同時，施工不嚴格導致的墻體歪斜，墻位不正，灰縫處理不當，都會在地震時造成不同程度的局部破壞。

2 農居抗震性能改進措施

2.1 建筑物布局

首先在地震設防烈度較高的地區，房屋不宜過高。一般平房的高度應在2.6～2.9m，以減輕房屋自重，降低重心。其次房屋平立面設計應簡單適用，立面高度和進深不宜過大，房間布置應均勻，避免出現不規則形狀。房屋裝飾性部分如牌樓、挑檐、女兒墻，地震時常見破壞，建造時應適當考慮。煙道砌在墻里會破壞墻體的整體性，地震時容易造成墻體裂縫。最好砌在墻體外，修成附墻煙囪。開門窗洞口時需注意不宜過大，且窗間距應大于60cm。此外，房屋不宜把宅基地占滿，否則容易在地震時出現“多米諾骨牌效應”應充分考慮房屋間距和道路設置，以便展開抗震救援工作。

2.2 屋頂系統的抗震措施

屋蓋要輕巧，避免結構“頭重腳輕”，使得地震力作用點靠近地面，避免地震力作用下房屋的傾覆。重屋頂對房屋抗震是非常不利的。加強屋頂和墻體的連接，屋面做成四面檀格出檐，會加強房屋整體想，但懸挑部分需控制在40cm之內。同時需保障屋頂整體性，避免地震時屋頂局部塌落，首先加強梁、檀條、格子間的連接，其次應在屋架間加剪力稱，使得屋蓋整體性加強。

2.3 墻體系統的抗震措施

首先要保障縱墻、橫墻之間的連接強度，尤其是在地震烈度較高的地區。其次如果建造時不能同時砌筑縱橫墻，就必須放坡留岔，但不要留馬牙岔，因馬牙岔在地震力作用下易被拉裂。當房屋立面較高、橫墻布置較少時，需加圈梁，這是加強內外墻連接，提高墻體整體性的一種比較經濟有效的方法。

保證墻體的施工質量，主要包括磚、土坯的砌筑，混凝土澆灌、養護質量，和各構件之間的連接可靠等。研究表明，提高灰漿強度會顯著提高磚混磚木結構的抗震性能，同時應注意砌筑時砂漿或者灰漿要飽滿，和磚塊表面的清潔;對于大磚塊，必須先浸水以免灰漿中的水分被磚吸收，使灰漿失去粘結能力。

3 結束語

中國是傳統的農業大國，由于廣大農村地區的傳統習俗、經濟條件、知識水平等多方面的原因導致大多農村民居抗震性能非常低。2008年汶川地震和2014年云南魯甸地震深刻教訓告訴我們，加強農村民居抗震設防的規范管理、提高農居抗震設計和施工水平，減輕地震對農村地區造成的經濟損失，已刻不容緩。本文通過我國農村民居現狀的調查，分析了農村民居的結抗震性能差的主要原因，并給出了相應的改進措施。有助于深入了解地震對農村民居、農民的巨大危害性，從而為統籌城鄉發展、建設社會主義新農村提供科學依據。

當前正是我國社會經濟發展的重要轉型期，也是農村的快速發展期，隨著2020年全面建成小康社會目標的實現伴之而來的必將是農村民房更新換代的高潮。應以此為契機，在國家層面上，加快推進農村安居工程，加強民居建設監管和抗震指導，逐層推進農村民居抗震設防規范化。在學術層面上，應鼓勵抗震實用新技術研究與開發，滿足不同地域不同類型農居的新建與修補。在農民層面上，防震減災知識的普及、農居施工的培訓等都會大大增強農民的抗震意識。

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