淺析農村房屋抗震

楊洋 肖婉欣

摘 要：我國大多數破壞性地震都發生在農村，通過分析我國農村房屋建筑的主要結構形式、震害特征及其建造特點，發現缺乏設防意識、缺乏抗震技術和經濟條件差是農房“小震致災、大震大災”的主要原因。通過對既有的結構抗震、鑒定、加固、隔震技術的綜述，發現目前我國仍比較缺乏適合農村房屋的抗震及加固技術。最后對農村房屋抗震與加固方法提出建議，展望今后仍需重視的研究工作。

關鍵詞：砌體結構;框架結構;結構抗震;抗震鑒定與加固;農村房屋

我國的破壞性地震的震中大多在農村。根據《中國古今地震災情總匯》和國家地震局的地震目錄的統計數據，從公元前2300至公元2000年歷史上共發生5級以上地震2048次，其中1905次，約93%的破壞性地震都是發生在縣級農村鄉鎮地區;歷史上MS大于8的強地震16次，有15次發生在農村鄉鎮;在2003 年全年我國發生成災地震21次，這些地震的震中均位于村鎮地區。上世紀我國發生的破壞性地震占全世界的三分之一，死亡人數為六十萬，占全球死亡人數的一半。農村地區社會和經濟發展水平較低，房屋大多由村民自行搭建，他們缺乏基本的防震減災意識，建筑簡陋，基本上處于不設防狀態。存在房屋結構設計不當、類型選擇不合理，沒有采用抗震措施，沒有選擇抗震能力強的結構類型等問題，建造缺乏管理，沒有抗震規范規程作指導，沒有示范工程作參考，抗震能力的強弱不太確定，對于突發的地震災害抵抗能力比較差。因此，對于建于地震區的村民建筑結構，正確的評價其抗震能力，并據此進行抗震加固，對最大限度的降低地震災害，保障人民群眾的生命財產安全具有重大的作用。

一、農村房屋建筑的主要結構形式及其震害特征

調查顯示，我國農村民居房屋式樣較多，在不同的地域有不同的建筑方式和樣式，但歸納起來主要有五種：生土結構房屋、木結構房屋、石結構房屋、底部框架-抗震墻砌體房屋、砌體結構房屋和鋼筋混凝土結構房屋。生土結構和木結構房屋基本建于上世紀80年代以前，該類房屋為木構架承重，土坯墻作圍護墻，屋基處理比較簡易。到了上世紀80年代～90年代，農村民居大體采用的是砌體結構（磚木結構和磚混結構）的房屋，磚木結構屋梁使用木料，墻體采用燒結磚，地基處理簡易，沒有鋼筋混凝土構造柱和圈梁，由于該結構建造簡單，材料容易準備，費用低，在既有房屋中占較大的比例。底部框架-抗震墻砌體房屋、磚混結構（設置構造柱和圈梁）和鋼筋混凝土結構房屋是上世紀90年代后興起的結構形式，特別是近幾年中，農村新建的房屋基本采用磚混結構和框架結構。

二、農村房屋的建造特點

設計方面。不管是舊房屋還是新建房屋幾乎都沒有經過設計，農房建造缺乏技術，也更缺乏建筑抗震方面的技術。主要表現在：很多舊房屋同時采用多種材料混合砌筑，房屋的整體性差;片面的追求房屋的數量和面積，結構在經濟條件下就降低了房屋的質量;新建房屋注重居住條件和美觀要求，但是缺乏抗震防災意識，經費使用不當。在結構上省錢，卻在裝修上大量投資。過分的追求外表的美觀，居住房屋普遍追求豪華、高大、寬敞、明亮、舒適、氣派。

施工方面。房屋的施工質量沒有保證，從材料的來源到使用，沒有施工技術的指導，使房屋存在大量的安全隱患。例如經濟條件好的家庭，希望把房子蓋得結實些，但是沒有技術的指導，認為只要多加構造柱和圈梁或把梁柱斷面尺寸做的大些，房屋就結實抗震了。所以，不惜投資，層層設圈梁，間間加構造柱，但是卻忽視了構件的強度均衡和聯結，出現顧此失彼，造成許多局部強度過高而浪費材料和經費的現象，也出現了不少局部強度或聯結過弱，形成抗震的薄弱環節。

三、結構抗震與加固的研究方法

（一）抗震實驗方法的發展

根據試驗的對象不同，結構實驗可以分為構建試驗和材料試驗、結構局部試驗、結構整體性試驗。整體試驗是根本目的，局部和構件試驗是有針對性地分析結構整體的組成部分的性能，材料試驗是基礎。從加載方式上可以分為靜力和動力試驗兩種，靜力包括單調加載和循環加載，動力包括自由振動（自由釋放或沖擊） 和強迫振動。強迫震動又可分為簡諧振動與模擬地震動和天然振動。從發展上經歷了：靜力試驗階段、偽靜力試驗階段、偽動力試驗階段、自由振動試驗階段、共振試驗階段、模擬地震動試驗等。

（二）我國抗震鑒定與加固工作的發展

我國抗震鑒定與加固工作的發展分為三個階段。啟動階段（1968年開始）;發展階段（1975年）;初步成熟階段（1994年）。

四、農村建筑抗震與加固技術

（一）農村房屋的抗震技術

葛學禮等在大量研究及調查農村房屋建筑抗震性能上，制定了《鎮（鄉）村建筑抗震技術規程》用于指導農村地區房屋的抗震措施，該規程中提出了農村建筑的抗震設防目標（二水準）：“小震不壞，中震不倒”。

房屋地基及基礎選擇與設計。①不要在含有大量砂土或淤泥的區域建設房屋;②非巖質的陡坡上、高聳山包、條狀突出的山嘴及河岸旁，這類地區的地基容易產生不均勻沉降或產生滑移，因此不宜建造房屋;③注意基礎的選型，加強其整體性和剛性，同一建筑單元不宜設置在性質截然不同的地基上;④建筑物基礎的埋置深度不易淺;⑤加強基礎和上都結構的整體性;⑥土地基上的基礎應有較多的安全儲備，以防止建筑物在地震效應和豎向荷載作用下的震動過大，引起房屋沉降和傾斜。

結構的平面和立面布置要對抗震有利。結構布置宜對稱且有規則，質量和剛度的變化要均勻，避免樓層錯層。

房屋要輕。減輕樓蓋和屋蓋自重，盡量采取輕質材料;圍護結構要輕，承重墻體更要輕;屋頂不要做笨重的附屬物。

重視圈粱和構造柱的布置。①圈梁能大大減輕震害，不設置圈梁或設置不當震害就比較嚴重。圈梁能使縱墻、橫墻及樓蓋或屋蓋連成一體，增強旁屋的整體性，能箍住樓蓋或屋蓋，增強其整體剛度，能提高墻體抗彎剛度和約束墻面裂縫開展，能減少墻體的豎向自由長度，增自嘴體的穩定性;抵抗由于地震或其他原因引起的不均勻沉降對房屋的破壞作用。②設置構造柱是唐山大地震后總結出來的非常有效的抗震措施。鋼筋混疑土構造柱可以加強旁屋抵抗豎向地震力作用的能力，可以加強縱墻和橫墻的連接，增強房屋的整體性，特別是把設置在墻體內的圈粱和構造柱連接成-個空間框架，對縱墻和橫墻起到約束作用。在墻體達到強度極限后，破碎的墻體因為有圈粱和構造柱的約束而防止碎塊散落，從而支撐樓蓋或屋蓋不致倒塌。鋼筋混凝土構造拄在很大程度上提高了磚砌房屋的抗倒塌性能，使墻體材料從脆性向延性過渡。

（二）農村房屋的加固技術

對各類建筑物進行加固方法通常可分為兩大類：一類是恢復抗震能力的方法;一類是增強、提高抗震能力的方法。恢復抗震能力的方法通常采用壓力灌漿法和化學灌漿法，增強、提高抗震能力的方法有增強強度、提高延性法，加強整體性法和改變傳力途徑法。增強強度、提高延性主要采用水泥砂漿面層法、鋼筋混凝土面層法、型鋼網箍法、噴射混凝土法、替換構件法和粘貼鋼板法等;加強結構整體性主要有加設圈梁法、加設構造柱法和加設拉桿（梁）法等;改變傳力途徑主要有增設抗震墻法和增設支撐法等。值得指出的是，加設圈梁、加設構造柱和加設拉桿（梁），增設抗震墻和增設支撐法也可增強和提高結構的強度和延性。各加設構件和原結構通常可采用鋼筋混凝土銷鍵、干硬性水泥砂漿錨桿、108 膠水泥砂漿錨桿、水玻璃水泥砂漿錨桿、樹枝錨桿、楔縫式錨桿、普通螺栓和鋼筋短拉桿等方法加強相互間的連接，以利于地震發生時，新老構件共同抵抗地震作用。對混凝土構件來說，增強與保證新舊混凝土結合也是必要的，通常要采用增大結合面，嚴格清理舊混凝土表面和涂膠結劑等措施。

五、結論及展望

農村房屋盡管總高度較低，層數較少，但是歷次地震震害表明，在遭遇地震時，農村房屋的損壞最為嚴重，地震造成絕大部分的人員傷亡也是農民，甚至5 級左右的地震都會造成了人員的傷亡，沒有設防的村鎮公共設施和農村民居成為危害農民生命安全的重要隱患，農村房屋抗震薄弱（基本不設防） 的原因，不僅僅是經濟上，更主要的是缺少抗震意識，即便有了抗震意識，也缺乏抗震的基本知識和抗震技術指導。

從工程抗震的角度來說，提高農村房屋自身的抗震能力是降低震害損失的最有力措施。新建農村房屋的設計要嚴格按照國家頒布的地震動參數區劃圖和地震烈度區劃圖的規定以及抗震規范中的設防要求進行設防，滿足建筑物“大震不倒，中震可修，小震不壞”的抗震設計原則;并且適當增加一些抗震構造措施，還要重視非主體結構的抗震施工、設計和管理;對已建結構而未采取抗震設防措施的，按照抗震性能的鑒定方法，采取有效的抗震加固措施來增強結構的抗震能力。目前要求大面積提高農村房屋抗震設防標準，投資大幅增加，仍有難度。若采用有效，成熟的結構隔震減震技術，投資增加不多但能明顯提高結構抗震安全性，并實現結構，內部設備雙保護。