鄭武
[摘 要] 回顧近些年對城鎮房屋現狀的調查分析,總結不同地區房屋結構存在的問題,土木和磚混結構仍是主要形式。由于城鎮房屋施工質量不達標、缺乏抗震性能的構造措施,所以存在小震成災的隱患。后續城鎮化房屋建設應嚴格按照國家和地方的相關標準,重視抗震設防設計,制定出切實可行的規劃;在新農村建設中還應注重房屋建筑的防御和減輕地震災害以及震后救助機制的正常運行,最大程度降低災害。
[關鍵詞] 城鎮房屋;砌體結構;石結構;抗震性能;標準制定
我國地處環太平洋地震帶與歐亞地震帶的交匯區,屬于地震多發國家。近些年,地震的頻繁發生使得關于房屋的抗震普查和研究分析顯得尤為重要。歷次的地震,我國城鎮地區的房屋震害損失最大,造成的人員和經濟損失也較為嚴重。國內抗震研究工作者對我國城鎮房屋抗震性能進行大量的調查研究,特別是西南和東南地區。調查表明,我國農村地區超過80%以上的墻體采用砌體材料,最為普遍的是用燒結普通磚、承重黏土空心磚等。由于砌體主要起受壓作用,其本身缺乏延性,其抗彎、抗拉、抗剪強度都較低,整體性較差。而歷次地震中,砌體結構房屋倒塌率能達到70%~90%。特別是我國東南的福建地區城鎮仍有較多的石結構房屋,缺乏抗震性能的構造措施,存在小震成災的隱患。本文通過收集現有的調查研究,對我國城鎮房屋調查進行總結,并提出了相應的抗震防災建議。
一、我國城鎮房屋安全性現狀調查概況
汶川地震后,全國上下對城鎮房屋的抗震性能尤為關注。國內抗震研究機構和科研單位多次對我國城鎮房屋的現狀進行普查調研,以期能夠實時有效地掌握現有房屋的基本抗震性能。華僑大學對福建地區城鎮房屋的安全性現狀進行調查,結果表明,閩西農村以生土木結構和木結構為主的住宅安全性現狀令人擔憂;閩南地區石結構、石加磚混結構和石磚木結構等房屋類型占總數近40%,存在小震大災的隱患,是今后加固改造的主要對象。
東南大學于2011~2012年期間對東南沿海地區石結構房屋開展調研工作,指出現有石結構由于結構體系不合理、施工與用材不規范、缺乏抗震措施、基礎形式與材料不科學等,存在較大的震害隱患。與此同時,福州大學于2012~2013年期間對廈門、泉州、漳州等地的群體建筑進行現場抽樣調查,深入了解閩南地區群體建筑的抗震性能,闡述了閩南地區這些結構類型房屋的基本特點、抗震性能及存在的主要問題。
以上統計調查可知,我國城鎮自建民宅普遍存在整體性差、抗震性能不足等問題。因此,對現有砌體結構尤其是早期未考慮抗震設計或未完全考慮抗震要求的,進行合理的評估和加固,以減輕震害。
二、 我國城鎮房屋分類及存在抗震性能評估
(一)我國城鎮房屋結構類型統計比例
我國城鎮房屋建筑結構類型具有明顯的地域性差別。早期,西南地區的土木和磚砌體結構偏多;東南沿海地區以磚木、石結構為主;東北地區土木和磚混結構較多。
華僑大學與廈門市房屋安全鑒定所等單位于2006年開始歷時2年調查了廈門市海滄區的海滄鎮和東孚鎮所有的30個行政村,共計25619棟房屋,其中房屋主要為磚混、純石結構、磚石結構、磚石木結構、RC框架結構以及其他等結構類型。將調查房屋的安全等級分為5個級別,分別為完好、基本完好、一般損壞、嚴重損壞和危險,認為經濟發展與地區房屋結構類型有直接關系;石結構、石加磚混結構和石磚木結構等房屋很可能成為受災的主體,存在小震大災的隱患。
翟洪濤等調查組以楊橋鎮為中心,沿東北、西北、東南、西南4個方向,對楊橋鎮、大龍山鎮、羅嶺鎮、白澤湖鄉、五橫鄉、大橋街道等6個鄉鎮展開調查。結果表明,主要以磚混結構為主,占80%左右;框架架構較少僅為2%~3%。
以上可知,我國城鎮房屋結構仍以磚石、磚混及土木結構為主。城鎮房屋建造通常是由當地的建筑工匠根據房主的經濟狀況和要求,按照當地的傳統習慣建造的,一般不經過設計單位設計。房屋的結構形式和建筑風格表現出明顯的地域性。
(二)城鎮房屋抗震性能的主要隱患原因分析
在歷次地震中,砌體結構墻體主要因剪切變形過大而破壞,造成平面內過度變形;而與之正交的墻體則因平面外變形過大、抗彎能力差而倒塌,隨之造成砌體結構的整體坍塌。由于無正規的設計,而且城鎮房屋建設相關的抗震規范不多,城鎮及縣級相關的部門同樣也缺乏抗震概念,監管力度弱;加之農村經濟水平較低,建筑較多都是就地取材,且施工水平低等,導致房屋結構在歷次地震中破壞程度較大。
與此同時,對東南沿海地區大部分沒有按抗震設防標準建的石結構房屋進行專項調查,認為存在的主要抗震隱患為:結構體系不合理;施工與用材不規范,材料強度(砂漿強度)達不到要求;條石懸挑構件多且長、豎向懸掛、疊放構件多;樓蓋和屋蓋形式不恰當、基礎形式與材料不科學等典型問題。如東南沿海城鎮房屋以石磚木結構建筑屬于 “嚴重損壞”和“危險”房屋的比例分別有20.4%和11.7%,是今后城鎮防災工作的主要對象。
通過對我國城鎮房屋抗震性能的主要問題進行詳盡的總結,主要問題是房屋結構缺少抗震設計及相應的抗震措施、城鎮居民及施工工匠的抗震概念不足等。此外,還存在房屋的樓梯間、洞口及屋面局部突出部位布置不合理等問題。
三、城鎮房屋修建抗震問題總結及建議
(一)城鎮房屋抗震設防的必要性
由于經濟的原因,在城鎮地區難以推廣抗震設計實施,較多結構并不能滿足現有的抗震設計要求。發生在農村地區的地震在造成嚴重人員傷亡和經濟損失的同時,還會造成數以萬計的人無家可歸,直接影響社會穩定。
在發生地震時,城鎮房屋發生較為嚴重的破壞,而經過抗震設防設計的房屋抗震性能較好。以汶川地震為例,都江堰市及村鎮1005 棟經過抗震設計的房屋,對減少地震人員傷亡和經濟損失具有現實意義;依據《建筑抗震設計規范》(GBJ 11-89)和《建筑抗震設計規范》(GB 50011-2001),按照設防烈度7度設計建造的房屋,在經歷8~9度地震作用后,倒塌和嚴重破壞者不超過兩成,過半數的房屋為輕微破壞和基本完好狀態,達到了預期的抗震設防目標等。因此可知,在城鎮是否能夠做到“小震不壞,中震可修,大震不倒”的關鍵是采取合理的抗震設計,滿足現有的抗震設計要求。
(二)提高城鎮房屋抗震能力措施與對策
農村的城鎮化建設較為突出的一個問題就是百姓的住房問題,因此加強和開展城鎮房屋抗震設防設計就顯得較為重要。推進農村民居地震安全工程是一項復雜的系統工程,是一項長期而艱巨的任務。
在新農村建設中,除重視新建房屋的抗震防災外,更應關注量大面廣的已建房屋的抗震防災。相比城市房屋,我國關于城鎮房屋的規范和參考準則較少,基本上屬于依據當地建筑習慣和施工方法進行的自建民居建筑。城鎮砌體結構的相關規程目前只有《鎮(鄉)村建筑抗震技術規程》,城鎮砌體結構這一領域的專門規范和規程還是一片空白,因此有必要進一步探索適合城鎮地區砌體結構的理論計算方法和應用經驗,制訂出一套較為完備的城鎮砌體結構的相關規范和規程。
此外,地震區空斗墻房屋較為普遍,在我國華東和中南地區的農村和鄉鎮建筑中有著較為廣泛的應用,由于這些地區大多屬地震少發區,因此有關空斗墻房屋的歷史震害實例很少,相關的科學研究也極少。目前,我國各種版本的《建筑抗震設計規范》也均未將空斗墻房屋列入其中,其抗震性能應引起人們更多的關注與重視。
以上調查分析表明,我國城鎮房屋的安全現狀,特別是抗震性能方面問題和隱患較為嚴重,應引起高度重視。針對上述問題提出如下建議:
1.在城鎮房屋全面調查的基礎上,依據實際情況對抗震能力不足的重要房屋建筑適當加固。
2.積極組織編制城鎮房屋建造的設計、施工等相關的技術標準,加快對城鎮房屋抗震設計制定進度;地方政府制定和采取多種經濟措施,鼓勵城鎮房屋進行抗震設計,大力宣傳和普及房屋抗震的重要性及相關知識建設,同時加強對在建及即建房屋監管力度。
3.縣級政府應積極籌資對城鎮房屋建設工匠進行施工技術培訓以及抗震等相關知識的普及和教育,提高工匠的抗震防災意識。
參考文獻:
[1]程耿東,李剛. 基于功能的結構抗震設計中一些問題的探討[J].建筑結構學報,2000,21(1):5-11.
[2]劉陽,郭子雄, 楊勇,等. 閩南地區農村住宅安全性現狀及防災建議[J]. 華僑大學學報(自然科學版), 2007,28(1):63-67.
[3]劉陽,郭子雄,黃群賢.東南沿海村鎮房屋安全性現狀調查及統計分析[J].工程抗震與加固改造,2009(6):56-59.
[4]時丹.東南地區細料石墻體抗震性能試驗研究[D].南京:東南大學,2013.
[5]周文琪,王素裹.閩南地區群體建筑調查及易損性分析[J].福州大學學報(自然科學版),2015,43(1):123-128.
[6]馬人樂,蔣璐,梁峰,等.體外預應力加固砌體結構振動臺試驗研究[J].建筑結構學報,2011,32(5):92-99.
[7]張敏政.汶川地震中都江堰市的房屋震害[J].地震工程與工程振動,2008,28(3):1-6.
[8]薛源. 村鎮砌體民居住宅的設計方法的研究[D].西安:長安大學,2012.
[作者單位]羅源縣高級職業中學
(編輯:劉莉琴)