西北村鎮(zhèn)房屋結(jié)構(gòu)特征及抗震措施

田 苗

自汶川地震和海地地震以來,房屋的抗震性能備受關(guān)注。位于我國西北多震害地區(qū)的村鎮(zhèn)房屋,一度受到地震的威脅,這直接關(guān)系著農(nóng)民的生命和財產(chǎn)安全。由于缺乏實際的設(shè)計指導,西部村鎮(zhèn)房屋存在著很大的問題。為加強西部村鎮(zhèn)房屋建設(shè),在寧夏、甘肅一帶進行調(diào)研。

1 西北地區(qū)農(nóng)村房屋結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀

西部地區(qū)屬于偏遠落后地區(qū),農(nóng)民的經(jīng)濟收入決定了房屋的類型。由于西北地區(qū)土地廣袤、人口稀少,房屋多為一層。常見的房屋類型如下:

1)土坯墻。此種房屋多為幾十年前建造,農(nóng)民因經(jīng)濟條件差而無錢重蓋新房,故為數(shù)不多。此種房屋的特點是:墻體材料為土坯,為泥土與稻草混合拌制后夯制而成。屋頂結(jié)構(gòu)層采用木檁條結(jié)構(gòu),可將其分為主梁與次梁,主梁跨中有一木柱或者鋼柱支撐于房屋正中,伸入地面以下,起支撐作用。屋面為檁條上鋪草席,席上落“房泥”(亦為泥土與稻草碎末的混合物)兩層,分兩層、兩次澆筑,農(nóng)民稱其為“軟屋頂”,多采用單面排水,水落至自家院內(nèi)。

2)磚土混合房屋。經(jīng)濟條件稍好的農(nóng)民采用此種房屋。改善部分為正立面和四角柱均采用黏土磚,其余墻體采用土坯夯制。屋頂結(jié)構(gòu)層與屋面同土坯墻。

3)磚砌體房屋。墻體材料均采用黏土磚。屋頂結(jié)構(gòu)層采用木梁,無木柱支撐,屋面仍為“軟屋頂”,由磚墻和磚柱承重。

4)磚混房屋。墻體材料和柱材料均采用黏土磚。條件好的農(nóng)民,考慮到日后房屋加蓋第二層,故屋頂采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土預(yù)制樓板構(gòu)件,搭于磚墻之上。

2 農(nóng)村房屋抗震性能差的原因

2.1 無正規(guī)指導性圖紙,靠經(jīng)驗施工

西北地區(qū)廣大農(nóng)村,房屋建筑形式主要以磚房為主。農(nóng)村的房屋建設(shè),從規(guī)劃到施工再到入住,從無一張圖紙。與城市住宅樓相比,幾大設(shè)計專業(yè)體現(xiàn)得不夠完善。一個完整的建筑隊多由一個包工頭帶領(lǐng)一群經(jīng)驗豐富的瓦工、電工和小工等組成,從而在房屋建造上,決定了房屋的經(jīng)驗施工性大于設(shè)計合理性。從專業(yè)設(shè)計的角度來看,建筑平面多由業(yè)主確定,只要大概業(yè)主告知施工隊需要幾間房即可;建筑立面更為簡單,有錢的全墻貼瓷磚,次之窗戶上部貼一排瓷磚,更次之的立面磚墻無任何裝飾;墻體結(jié)構(gòu)部分在砌筑時技術(shù)含量最低,僅考慮房屋砌筑成型;水方面主要考慮屋頂單坡排水;電方面多為在墻上敷明線;暖通基本無考慮。因此,缺乏圖紙是房屋抗震性能較差的根本原因。

2.2 房屋質(zhì)量較差,無強度認識

農(nóng)民建房普遍為自主設(shè)計,互相模仿,建筑形式單一。過去怎么建,現(xiàn)在還怎么建,相隔幾十年的房子,除了建筑材料由土坯變?yōu)榇u以外,并無大的變化。很多情況下房屋由當?shù)亟ㄖそ衬７抡瞻崾┕ざ?房屋質(zhì)量較差。從建造隊伍來看,所謂的包工頭沒有正規(guī)設(shè)計圖紙,管理人員即包工頭未經(jīng)過正規(guī)的學習與培訓,施工人員現(xiàn)場無施工經(jīng)驗,自行采用經(jīng)驗值,無正規(guī)圖紙進行指導,對于一些基本的強度概念(例如砂漿強度,混凝土施工配合比等)沒有相應(yīng)的認識,致使房屋施工質(zhì)量較差。

2.3 施工人員素質(zhì)低,缺乏結(jié)構(gòu)理念

施工人員中,瓦工、電工等,多為自學成才,靠經(jīng)驗施工,一般均未參加過正規(guī)的上崗業(yè)務(wù)培訓。故結(jié)構(gòu)抗震、安全措施了解甚少。不論是從基礎(chǔ)埋深、基礎(chǔ)選型、構(gòu)造柱的位置及間隔設(shè)置、墻體構(gòu)造、門洞口、窗洞口、圈梁設(shè)置,還是屋頂結(jié)構(gòu)層、屋面排水等方面,都沒有足夠的結(jié)構(gòu)計算和設(shè)計理念。一個完整的結(jié)構(gòu)設(shè)計,是專業(yè)設(shè)計人員經(jīng)過建模、模擬施加外部荷載、荷載計算等幾個步驟,一步步精心計算,并參考各項規(guī)范章程而來,才可以保證設(shè)計的合理性和安全性。農(nóng)村房屋的施工人員缺乏基本的結(jié)構(gòu)設(shè)計理念,在施工過程中無法體現(xiàn)房屋結(jié)構(gòu)的抗震性,使得農(nóng)村房屋的抗震性能較差。

3 提高西北村鎮(zhèn)房屋抗震能力的改進措施

3.1 加大鄉(xiāng)村建筑施工人員的培訓,提高房屋建設(shè)質(zhì)量

聯(lián)系當?shù)卣挠嘘P(guān)部門,做好施工人員的從業(yè)技能培訓。邀請專業(yè)老師講授專業(yè)知識,增強管理人員的質(zhì)量控制意識,加強施工人員的抗震意識,提高施工人員的施工技能。

3.2 專業(yè)設(shè)計人員參與其中,提供高質(zhì)量的圖紙

專業(yè)設(shè)計人員從專業(yè)的角度出發(fā),為農(nóng)民提供高質(zhì)量的設(shè)計圖紙,從根本上解決無圖紙的狀況,使施工隊有圖可依,保證農(nóng)村房屋的抗震措施基本到位。

3.3 細部抗震構(gòu)造

1)地基與基礎(chǔ)。根據(jù)具體土質(zhì)進行合理的基礎(chǔ)選型,考慮剛性基礎(chǔ)和柔性基礎(chǔ)的設(shè)計,考慮凍土深度的影響。對于具有濕陷性等的不良地基,宜整體換填,并控制好壓實系數(shù)。

2)墻體。設(shè)置水平防潮層。實心磚墻在縱橫墻交接處應(yīng)同時咬槎砌筑,砌筑砂漿的強度等級一般不宜低于M2.5,在縱橫墻交接處宜沿墻高每500mm配置 2φ 6的拉結(jié)鋼筋,且每邊伸入墻內(nèi)不小于1000mm。設(shè)置兩道混凝土圈梁。即在-0.06 m(圈梁頂標高)處設(shè)置一道地圈梁,在靠近屋頂處設(shè)置另一道圈梁。增強房屋的剛度和整體性。設(shè)置構(gòu)造柱。在外墻四角、較大洞口的兩側(cè)設(shè)置構(gòu)造柱,構(gòu)造柱與墻體連接處,宜砌成馬牙槎,并沿墻高每隔500mm設(shè)2φ 6的拉結(jié)鋼筋,且每邊伸入墻內(nèi)不小于1000mm。

3)門窗洞口。選擇合適的安裝門窗方式。若采用立口,門窗兩側(cè)伸出長度120mm應(yīng)壓砌入墻內(nèi);若采用塞口,砌墻時沿門洞兩側(cè)每隔500mm～700mm砌入一塊防腐木磚,并用長釘將門框固定在墻內(nèi)的防腐木磚上。磚墻房屋的門窗洞口上方應(yīng)設(shè)置鋼筋混凝土過梁或配筋磚過梁,過梁在墻上的搭接長度不應(yīng)小于24cm。

4)設(shè)置變形縫。房屋較長時,可適當設(shè)置防震縫。沿建筑物全高設(shè)置,縫的兩側(cè)應(yīng)布置雙墻或雙柱,使各部分結(jié)構(gòu)有較好的剛度。

5)規(guī)范要求的構(gòu)造措施?？拐饳M墻最大間距的要求。局部尺寸限值。如承重窗間墻最小寬度在6度～7度不應(yīng)小于1 m等。多層磚房圈梁與構(gòu)造柱的要求。具體規(guī)定可參照現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》。

[1]葛學禮,李玉萍.村鎮(zhèn)建設(shè)中的綜合防災(zāi)技術(shù)措施與災(zāi)后緊急救援預(yù)案[J].村鎮(zhèn)建設(shè),1996(1):4.

[2]葛學禮,朱立新.建筑抗震概念設(shè)計五大要求[J].城市住宅,2008(6):1-2.

[3]趙斌武,葛學禮,朱立新.北方村鎮(zhèn)傳統(tǒng)建筑抗震構(gòu)造措施[J].遼寧建材,2004(4):66-67.

[4]劉泓鑫,劉 靜.淺談砌體抗震設(shè)計[J].山西建筑,2008,34(31):93-94.