汶川大地震中羌族建筑的震害現(xiàn)象及抗震技術(shù)分析

貝 毅，彭 錦

四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川成都 610081

羌族是我國(guó)歷史悠久的少數(shù)民族之一，其聚居地主要分布在四川省岷江上游的茂縣、汶川縣、黑水縣、松潘縣以及北川縣等地區(qū)，聚居人口達(dá)到十幾萬(wàn)之多。經(jīng)過(guò)幾千年人文歷史的洗禮，形成了獨(dú)特的建筑文化。汶川大地震后，羌族聚居區(qū)的羌族村寨建筑受到了一定程度的破壞。作為羌族物質(zhì)文化遺產(chǎn)和非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的重要載體，羌族碉樓和碉房等建筑獨(dú)具特色。茂縣、汶川縣、松潘縣等羌族聚居地的碉樓建筑在地震中的受損程度除區(qū)域性差異外，其結(jié)構(gòu)形式、建筑材料和施工方法等相關(guān)建筑技術(shù)皆與建筑的抗震性能有著密切關(guān)系[1]。

1 羌族建筑震害現(xiàn)象

通過(guò)對(duì)羌族聚居區(qū)的實(shí)地探訪，并結(jié)合國(guó)內(nèi)相關(guān)學(xué)者的研究，在“5.12”汶川大地震中，羌族建筑普遍具有以下震害現(xiàn)象和特點(diǎn)[1]：

1）體量小的低層建筑的震害輕于體量大的高層建筑；

2）外立面采用了“魚(yú)脊背”的建筑震害輕于外墻呈平面的建筑；

3）使用純凈黃泥作為粘結(jié)材料的建筑震害輕于使用普通黃泥修建的建筑；

4）采用片石、塊石修砌的建筑震害輕于用卵石修砌的建筑；

5）墻體布筋的建筑震害輕于未布筋的建筑；

6）石砌老碉樓垮塌少于新建碉樓。

2 羌族建筑抗震技術(shù)分析

根據(jù)上述震害現(xiàn)象，震害較輕的羌族建筑其結(jié)構(gòu)形式和布置、使用的建筑材料、建筑施工技術(shù)工藝等都獨(dú)具匠心，充分展示了數(shù)千年來(lái)生活在高山地區(qū)的羌族人民極高的建筑抗震智慧。

2.1 結(jié)構(gòu)形式

羌族建筑特別是民居建筑多采用兩至三層的低層建筑，建筑平面多數(shù)為四邊形或六邊形，立面上從下至上逐漸收進(jìn)。這樣的布置形式，其立面和平面的布置都相當(dāng)規(guī)則和對(duì)稱。從現(xiàn)代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理論出發(fā)，羌族建筑的承載力、剛度、質(zhì)量分布對(duì)稱均勻，可以有效減少地震發(fā)生時(shí)對(duì)建筑物產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。四邊形或六邊形的合圍結(jié)構(gòu)，形成了類似“筒體”的結(jié)構(gòu)體系，整體的抗震性能得到了進(jìn)一步的提高。而相對(duì)低矮的樓層和較小的體量也符合建筑抗震設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)的要求，有利于抗震[2]。

另外，大部分的羌族碉樓建筑普遍在外立面上采用了“魚(yú)脊背”的獨(dú)特結(jié)構(gòu)。這種碉樓的修筑方法是在碉樓外墻立面上修砌一條或兩條類似“魚(yú)脊”的凸?fàn)畋臣?。從建筑力學(xué)相關(guān)理論角度看，“魚(yú)脊背”實(shí)際上是將本身單一平直的石砌墻體分割成了兩個(gè)受力部分。這兩部分相對(duì)獨(dú)立而又連接在一起的墻體在地震來(lái)臨時(shí)可以起到相互約束，共同受力和變形的作用，提高了碉樓墻體的整體工作性能和抗震性能。

2.2 砌筑材料

羌族建筑所用的建筑材料主要為經(jīng)過(guò)特殊加工的石材和黃泥。石材作為羌族建筑砌筑常用的塊材分為塊石和卵石。傳統(tǒng)古羌族建筑所用的石材為硬度較高的青石。青石外形一般不規(guī)則并常有棱角。砌筑時(shí)，用鐵錘等工具將其敲成平整的片狀。而近代和現(xiàn)代修筑的一些新建羌族建筑多用卵石作為塊材且一般不經(jīng)過(guò)加工。在對(duì)汶川地震震后的羌族建筑震害統(tǒng)計(jì)中發(fā)現(xiàn)，采用青石加工的片石、塊石修砌的建筑震害輕于用卵石修砌的建筑。

作為羌族建筑這種特別的砌體結(jié)構(gòu)中另一種重要材料——黃泥，起著類似砂漿的粘合劑作用。傳統(tǒng)的羌族古建筑，砌筑所用的黃泥均取自佳山寨的黃泥巴坪[3]。該處的黃泥主要特點(diǎn)是相對(duì)比較純凈，粘結(jié)性好。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，砌筑塊材采用的青石片中含有硝基化合物。長(zhǎng)期使用后，青石片中會(huì)析出硝酸鹽結(jié)晶，并與作為粘合劑的黃泥混合在一起，大大加強(qiáng)了青石片與黃泥的粘結(jié)作用，提高了墻體的抗壓、抗剪強(qiáng)度和抗震性能。聰明的羌族人民還想到了在墻體中“布筋”，即在墻身中特別是基礎(chǔ)和轉(zhuǎn)角處加設(shè)木板、樹(shù)皮、麻筋等材料?！安冀睢钡淖饔迷砼c現(xiàn)代砌體結(jié)構(gòu)中在墻體內(nèi)部加設(shè)拉結(jié)鋼筋的原理相似，可以加強(qiáng)墻體的整體性，有效防止和減緩墻體在地震作用下的開(kāi)裂[4]。通過(guò)在震后對(duì)羌族建筑的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，凡是采用青石片作為塊材、采用純凈黃泥作為粘合劑并在墻體中加筋的羌族建筑，震害均輕于新建的采用卵石作為塊材、采用含砂石雜質(zhì)多的黃泥作為粘合劑且在墻體中不加筋的羌族建筑。

2.3 施工工藝

羌族建筑采用的砌筑工藝也極具特色。砌筑的相鄰每層青石片均采用錯(cuò)縫搭接，避免同縫造成的應(yīng)力集中，完全符合現(xiàn)代施工技術(shù)規(guī)范的要求。由于砌筑用青石片在加工后不規(guī)則的形狀，在砌筑時(shí)會(huì)留下不規(guī)則的縫隙，這時(shí)用小石塊填滿并擠入大量的純凈黃泥漿。最后，用錘子打壓密實(shí)，使之與片石粘結(jié)一體，使每層的石塊都在同一水平面上。

根據(jù)古羌族建筑修筑習(xí)俗，每砌筑一層墻體，就停工一年。這樣，已完工部分的墻體可以充分的粘結(jié)、沉降和固化。一年后，再繼續(xù)進(jìn)行向上一層墻體的砌筑。在震后的調(diào)查亦發(fā)現(xiàn)，嚴(yán)格按照此古法修筑的羌族古建筑在震后震害極小，而大量震害嚴(yán)重的羌族建筑均為當(dāng)代作為旅游區(qū)開(kāi)發(fā)的、未按古法修筑時(shí)間執(zhí)行施工工序的新建羌族建筑。

3 結(jié)論

汶川地震后，大部分羌族建筑特別是古建筑都有效抵抗了地震作用對(duì)其造成的破壞和影響，體現(xiàn)了“用材科學(xué)、整體布局、注重細(xì)節(jié)、確保質(zhì)量”的建造原則。羌族人民創(chuàng)造了獨(dú)具民族特色且科學(xué)合理的抗震結(jié)構(gòu)房屋，反映了古羌人的深邃的建筑智慧，值得我們繼續(xù)深入探究并在災(zāi)后羌族建筑重建中發(fā)揚(yáng)光大。

[1]徐學(xué)書(shū).羌族傳統(tǒng)建筑抗震技術(shù)及其傳承研究[J].西南民族大學(xué)學(xué)報(bào)：人文社科版，2009(210)：12-13.

[2]雍承鑫.從汶川大地震看羌族碉樓的抗震性能[J].西南民族大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2009(5)：1077-1079.

[3]謝珂珩.羌族建筑及其抗震性能分析[J].藝術(shù)與設(shè)計(jì)，2008(11)：83-85.

[4]季富政.中國(guó)羌族建筑[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2000.