青島地區(qū)農村住宅抗震性能研究論文
［摘要］
近年來地震災害造成了大量的人員傷亡和經濟損失，特別是在農村，很多住宅沒有考慮抗震設計，遭受的破壞更為嚴重。對青島地區(qū)農村住宅抗震設防情況進行調查分析，發(fā)現該區(qū)住宅的構造柱和圈梁的設置、橫墻間距等不滿足抗震要求，提出了應加強屋蓋及墻體連接、改變房屋的結構形式、設置構造柱及圈梁等改進措施。
［關鍵詞］
青島地區(qū);農村住宅;抗震性能
近年來，我國住宅建設開始大規(guī)模發(fā)展，特別是農村住宅更是發(fā)展迅速，許多經濟條件較好的農村實行了新農村改造工程，但農村住宅大多根據傳統(tǒng)習慣建造，未經正規(guī)設計和施工，基本上不考慮抗震設防。農村地區(qū)社會和經濟發(fā)展水平相對較低，防震減災意識淡薄，農村住宅相對簡陋，很多在抗震性能［1-3］上嚴重不足。地震造成房屋倒塌是農村地區(qū)人員傷亡重大的直接原因，而地震造成農村經濟損失主要也是來自房屋的破壞。
1青島地區(qū)農村住宅概況
以青島市轄區(qū)村鎮(zhèn)民居為研究對象，選取即墨市溫泉鎮(zhèn)何家莊(住宅改造較早)、丁戈莊(青島市新農村試點村)和城陽區(qū)棘洪灘地區(qū)(部分住宅進行改造中)進行了調查研究，以上地區(qū)的經濟水平在青島市村鎮(zhèn)中屬于中等或中上，基本反映了這一地區(qū)新農村的發(fā)展情況，具有一定的代表性。調查后發(fā)現，目前新建或在建房屋最普遍的結構形式是黏土磚砌體房屋，部分新建住宅有構造柱和圈梁，而大部分是砌體結構直接作為承重和圍護體系。從屋蓋結構形式來看，主要有平屋頂和坡屋頂，其中坡屋頂占了非常大的部分。2～3層的住宅多采用磚混結構，基本都設置圈梁和構造柱，但此類住宅所占比例較小。從數量上看，以坡屋頂為主的單層磚木結構占主體。通過調查發(fā)現，青島地區(qū)有一種典型的單層磚木結構住宅體系。該住宅四周外墻(即兩道山墻兩道外縱墻)為承重墻，內部墻體全部為120mm厚隔墻，至吊頂下部。南向外縱墻上有尺寸較大的窗(見圖1a)，多在1.5m左右，北向外縱墻上有較小尺寸的高窗，山墻上有高窗采光(見圖1b)。采用三角形木屋架承重，房屋寬度約8m，長約10m，檐口高度多在4m左右。無圈梁和構造柱，采用高約1m的毛石基礎。
圖1房屋窗戶示意Fig.1
Windows for rural residential building
2抗震設防存在的問題
通過實地調查，發(fā)現該地區(qū)農村住宅大都未進行專門設計，而是由村委會按當地傳統(tǒng)及村民個人建議進行統(tǒng)一建造，造價在村民可以接受的范圍內，卻忽略了必要的抗震措施。主要表現在以下方面。
1)縱橫墻(內外墻)門窗洞口較多，比如山墻開采光窗，降低了縱墻的整體剛度，不利于抗震。
2)基本采用三角形木屋架，一般每個屋架都由大梁連接橫墻，大梁上放置三角形屋架，屋架節(jié)點處放檁條，檁條上做屋面。這種結構形式的房屋有利于形成大空間體系，但該屋蓋系統(tǒng)與墻體連接往往不牢固，大梁下墻體無特殊處理(未加壁柱)，導致大梁下墻體開裂。
3)未設圈梁和構造柱，門窗洞口處無過梁，屋蓋和墻體連接不夠緊密，使結構的整體性很差。
4)該類住宅的木梁與墻體、屋架與墻體以及檁條與山墻之間一般沒有連接措施。住宅采用硬山擱檁，山墻高，穩(wěn)定性差，易導致山墻外閃使屋架塌落。
5)大多數房屋墻體的砂漿強度遠低于黏土磚的強度。有的住宅外墻無任何保護措施，加上雨水沖刷和風化，使砂漿和墻體承載力下降嚴重。
3增強民宅抗震性能的措施
3.1加強屋蓋及墻體連接
發(fā)生地震時，單層磚木結構常有屋頂塌落現象發(fā)生［4-5］，由屋架與墻體及檁條的連接不牢造成。因此，應加強屋蓋各構件之間的連接和錨固。由于屋架跨度較大，按《砌體結構設計規(guī)范》GB50003—2001要求，應在支承處砌體上設置混凝土或鋼筋混凝土墊塊。木檁條在山墻上應注意擱置處的防腐處理，一般在端頭涂以瀝青并在擱置點下設混凝土墊塊。屋架在墻上的擱置長度應≥240mm，檁條在山墻上的擱置長度≥180mm，并用墻纜與山墻拉結，檁條在木屋架上的擱置長度應≥60mm，這樣可以增強結構的連接，從而增加整體性。
3.2改變結構形式
住宅局部墻段尺寸過小，有的承重窗間墻甚至不足0.6m。應控制南面門窗洞口尺寸，從而避免南北縱墻剛度差別太大，從而提高其抗震能力。
3.3設置構造柱及圈梁
構造柱和圈梁是增加住宅整體性的有效手段。當房屋層數為單層時，是否設構造柱，《建筑抗震設計規(guī)范》并未作明確要求。由于農村住宅層數少，總高低，對設防烈度6～7度的單層住宅，可以設構造柱，也可以不設。但青島地區(qū)典型農村住宅抗震橫墻少，僅有兩道山墻(按《建筑抗震設計規(guī)范》，普通黏土磚墻厚度<240mm不作為抗震墻看待)，山墻間距較大。在地震中外縱墻平面外受力，易使外墻破壞，從多次地震震害［6］看，該類房屋發(fā)生外墻拉脫外閃，會使屋架塌落，造成人員傷亡。所以，不設構造柱時應加強山墻與外墻的連接。在抗震設防區(qū)，圈梁加固墻身尤為重要。由于該類磚木結構的橫墻少、空間剛度小，穩(wěn)定性很差，應在檐口標高處設置圈梁，有條件時，也可以在基礎頂設置下圈梁。圈梁宜采用鋼筋混凝土現澆，高度≥120mm，寬度一般與墻體同厚。這樣可以增加住宅的.整體剛度，有利于抗震。另外，還要適當提高建筑砂漿的強度，增加對墻體的保護措施，如在墻體表面粉刷防水涂料等。
4結語
新農村建設工程的實施，使農村住宅的建造數量快速增加，由于部分人對房屋抗震設防的意識淡薄，在建造房屋時，不經過正規(guī)設計和施工，往往根據當地的建造習慣而建設房屋，給房屋的抗震安全埋下隱患。本文對青島地區(qū)民宅的抗震設防情況進行了現場調查，發(fā)現該地區(qū)農村住宅的抗震設防還存在很多不足，根據青島地區(qū)農村住宅的現狀和《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011—2010的要求，提出了加強屋蓋及墻體連接、改變房屋的結構形式、設置構造柱及圈梁等改進措施，為后續(xù)房屋的建設提供參考。
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