農(nóng)村民居抗震工程研究

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摘要:我國地震災(zāi)害的發(fā)生在世界上的排名相對靠前，屬于地震多發(fā)的國家，而且我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)村地區(qū)占比較大。從有關(guān)地震災(zāi)害損失調(diào)查報(bào)告中發(fā)現(xiàn)，發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)，對農(nóng)村民居的破壞較大，這主要是因?yàn)檗r(nóng)村民居的建設(shè)缺乏抗震設(shè)防，從而造成較大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。因此，農(nóng)村民居的抗震工程建設(shè)需要得到重視，通過對農(nóng)村民居建設(shè)合理的改進(jìn)，提高民居的抗震性能。

關(guān)鍵詞:農(nóng)村民居;地震災(zāi)害;抗震工程

地震災(zāi)害的發(fā)生對我國的建筑損毀性較大，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，尤其是對于農(nóng)村民居，在建設(shè)時(shí)缺乏抗震設(shè)防，一旦發(fā)生地震災(zāi)害，農(nóng)村民居很容易會(huì)發(fā)生坍塌，危害農(nóng)民的生命安全，給農(nóng)民帶來巨大的財(cái)產(chǎn)損失。因此，需要加強(qiáng)對農(nóng)村民居抗震工程的研究，提高農(nóng)村民居的抗震能力。

1地震對農(nóng)居的危害

發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)，房屋建筑受到的破壞是很大的，房屋損壞會(huì)影響居民的日常生活，而且會(huì)造成大量的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。地震災(zāi)害發(fā)生之后，災(zāi)后重建需要花費(fèi)較長的時(shí)間，對居民的生活以及心理健康都會(huì)產(chǎn)生較大的影響。不同級(jí)別的地震災(zāi)害，對農(nóng)村房屋的危害程度也是不同的，由于農(nóng)村生活環(huán)境以及居民對抗震意識(shí)的不足，房屋建筑在抗震設(shè)防方面還存在一定的不足，不管是從材料使用上，還是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面，都缺乏抗震設(shè)防建設(shè)。

2以磚混結(jié)構(gòu)為例的震害分析

目前在農(nóng)村地區(qū)，民居建設(shè)大都是采用磚混結(jié)構(gòu)，建筑層數(shù)在3層以內(nèi)，平屋頂和樓板多使用現(xiàn)澆方式，坡屋頂使用木屋架硬山擱檁，新居建設(shè)大都設(shè)置了圈梁和構(gòu)造柱，舊居往往沒有這些抗震構(gòu)造措施。磚混結(jié)構(gòu)的民居一般剛度大、自振周期較短，在地震災(zāi)害發(fā)生時(shí)，受到的作用力大，如果缺少構(gòu)造措施、墻體截面積不足，就會(huì)容易受到較大的破壞。

2．1地基失效震害

這種震害的主要形成原因有，民居的建設(shè)是處在液化土層或者是軟弱土層，發(fā)生地震時(shí)容易晃動(dòng)，建筑地基的某一方向的壓力突然急劇增加，而相對方向上的壓力減小，這樣地基就會(huì)發(fā)生不均勻沉降，如果情況不嚴(yán)重，會(huì)出現(xiàn)地裂，而嚴(yán)重的情況下，建筑基礎(chǔ)就會(huì)發(fā)生坍塌或斷裂。另外，民居的建設(shè)地址選擇不合理，在容易發(fā)生山體滑坡的危險(xiǎn)區(qū)域建設(shè)房屋，由于地震災(zāi)害引發(fā)的一系列地質(zhì)災(zāi)害就會(huì)對民居產(chǎn)生較大的破壞。

2．2墻體震害

一般發(fā)生墻體震害主要是墻體的連接部位和剪切部位被破壞。房屋沒有采取抗震措施，在發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)，受重力作用和水平地震作用力下，墻體內(nèi)部產(chǎn)生剪應(yīng)力，在大于砌體的強(qiáng)度后就會(huì)發(fā)生剪切破壞，出現(xiàn)45°傾斜裂縫，受水平地震力的往復(fù)作用，傾斜裂縫會(huì)形成交叉型裂縫，在地震作用力下，墻體會(huì)發(fā)生錯(cuò)位、滑移等，直到倒塌。墻體連接部位被破壞主要是受地震作用力的影響，連接部位的兩側(cè)構(gòu)件剛度差異，使變形出現(xiàn)不一致，出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重的導(dǎo)致倒塌。另外，對于坡屋頂?shù)拿窬?，山墻上部在地震作用力下容易產(chǎn)生水平裂縫，主要是木屋架的側(cè)向剛度小，而延性好，側(cè)向位移較大，發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)，山墻需要承擔(dān)慣性力，山墻的重心較高，而與檁條之間沒有連接設(shè)置，在地震下山墻失去穩(wěn)定性，容易向外發(fā)生塌落。

2．3屋面及附屬結(jié)構(gòu)震害

在發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)，屋蓋和樓板是水平地震力的主要傳遞構(gòu)件，因此其水平剛度會(huì)對房屋的抗震性有較大的影響。平屋面和樓板通常是使用現(xiàn)澆方式或者是預(yù)制板，而坡屋面大多數(shù)使用木屋架硬山擱檁方式，預(yù)制板的整體性不好，所以容易出現(xiàn)貫通性的裂縫，搭接處產(chǎn)生滑移，脫離墻體后就容易發(fā)生樓板墜落。附屬結(jié)構(gòu)震害主要是由于房屋沒有進(jìn)行抗震構(gòu)造措施建設(shè)，在發(fā)生地震時(shí)容易掉落。

3農(nóng)村民居抗震性差的原因

從民居發(fā)生的震害情況對抗震性差的原因進(jìn)行分析，首先，農(nóng)村民居建設(shè)在場地規(guī)劃上缺乏合理的選擇，建設(shè)房屋沒有避開易發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)段，地基選擇可能遇到軟弱土層、容易發(fā)生滑坡的地方。另外，房屋建設(shè)的材料質(zhì)量不合格，農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對來講較為滯后，在房屋建設(shè)方面，往往為了節(jié)約成本而使用部分舊居的磚瓦構(gòu)件、舊木材或者新舊磚混合使用等，而且房屋建設(shè)基本上是以自建為主，砂漿的配比可能控制不好，使墻體的抗剪強(qiáng)度不足，在發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)容易發(fā)生斷裂、倒塌。再者，房屋建設(shè)的布局不科學(xué)，農(nóng)村的民居建設(shè)沒有嚴(yán)格的統(tǒng)一規(guī)范，在建設(shè)時(shí)往往根據(jù)自己想要的布局進(jìn)行，使得有些房屋立面布置出現(xiàn)不規(guī)則狀態(tài)，墻體的強(qiáng)度不足，因而使其抗震性較差。關(guān)于房屋屋頂和墻體結(jié)構(gòu)建設(shè)的整體性較差，縱、橫墻交界連接時(shí)，連接處理的強(qiáng)度不足，發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)，容易發(fā)生剪力破壞，使其發(fā)生坍塌。最后，房屋施工建設(shè)的水平較低，農(nóng)村民居的建設(shè)基本上是由自建的施工隊(duì)進(jìn)行施工，對房屋抗震性方面的專業(yè)知識(shí)掌握不足。

4農(nóng)村民居抗震工程建設(shè)

4．1對農(nóng)居抗震設(shè)防的地基選址進(jìn)行合理的確定

從地震對農(nóng)村民居震害發(fā)生的原因中可以得知，農(nóng)居抗震設(shè)防的不足重要的原因就是地基選址不合理，因此，在農(nóng)居抗震工程建設(shè)中，需要對地基選址進(jìn)行合理的確定。首先，農(nóng)居的建設(shè)要選擇在平坦開闊的地勢上，土質(zhì)要堅(jiān)硬，要繞開不穩(wěn)定坡體、河流岸邊等地。另外，如果遇到軟弱地基，需要使用合理的方法進(jìn)行處理，加強(qiáng)地基土質(zhì)的承載力和強(qiáng)度，可以使用強(qiáng)夯法、置換法等。再者，地基基礎(chǔ)的建設(shè)需要結(jié)合房屋選址周圍的場地條件，所使用的材料等級(jí)或強(qiáng)度需要達(dá)到抗震設(shè)防的實(shí)際要求。

4．2合理地選擇房屋建筑材料

農(nóng)村房屋的抗震建設(shè)，需要注意對建筑材料的合理選擇。在這方面，可以借鑒國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。日本屬于地震多發(fā)的國家，但是很少會(huì)出現(xiàn)大面積房屋倒塌的情況，這說明在房屋抗震建設(shè)方面，日本的工藝技術(shù)以及材料選擇有很多值得學(xué)習(xí)借鑒的地方。日本基本上沒有磚房子，都是使用輕型的墻面材料替代，輔助鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，這種材料具有很好的抗震性。另外，抗震材料的選擇需要遵循耐震、制震、免震的原則。目前應(yīng)用比較廣泛且抗震性較好的是鋼筋混凝土材料，通過在混凝土中加入鋼板、鋼筋網(wǎng)等，通過材料的組合改善混凝土的力學(xué)性質(zhì)，使其在房屋建設(shè)中具有良好的抗震性。

4．3對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理布局

根據(jù)地震設(shè)防程度的不同，房屋建設(shè)的高度也要進(jìn)行適度的控制，如果是在地震易發(fā)區(qū)，房屋的高度通常設(shè)置在2.6—2．9m，使房屋的自重能夠減輕，重心下降。關(guān)于房屋平立面的設(shè)計(jì)要以適用簡便為原則，立面的高度也要進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂疲诜块g的格局布置上要盡可能的均勻化，防止出現(xiàn)形狀不規(guī)則的情況。對于房屋的裝飾性構(gòu)件，像挑檐、牌樓以及女兒墻等，在發(fā)生地震時(shí)容易被破壞，在進(jìn)行民居建設(shè)時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況添加。在墻內(nèi)部砌煙道容易使其整體性受到影響，發(fā)生地震災(zāi)害就會(huì)使墻體出現(xiàn)裂縫，所以砌煙道最好選擇在墻體外側(cè)，修建附墻煙道。房屋門窗的洞口大小要適宜，而且窗與窗之間的距離應(yīng)該保持在0．6m以上。另外，房屋的建設(shè)最好是留出一定的宅基地，防止地震災(zāi)害發(fā)生時(shí)出現(xiàn)連鎖反應(yīng)，房屋間距、道路設(shè)置等都要在進(jìn)行民居建設(shè)時(shí)進(jìn)行綜合的考量，一方面使民居的抗震性得到有效的提升，另一方面也要為抗震救援提供便利。

4．4對屋頂結(jié)構(gòu)采取抗震措施

屋頂?shù)慕ㄔO(shè)，需要考慮其自重，屋蓋要盡量輕便，防止民居結(jié)構(gòu)出現(xiàn)頭重腳輕的現(xiàn)象，房屋的重心下降，在發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)，地震作用力就會(huì)相對靠近地面，這樣房屋倒塌的可能性就會(huì)降低，或者房屋遭受的破壞程度較小。另外，屋頂和墻體之間的連接需要做進(jìn)一步加強(qiáng)，屋面可以做成四面檀格出檐，使房屋的整體性得到增強(qiáng)，不過需要注意的是，懸挑的部分需要控制一定的間距，大概在0．4m內(nèi)，屋頂?shù)恼w性得到有效的保證，在地震發(fā)生時(shí)，可以防止出現(xiàn)局部屋頂坍塌，增強(qiáng)房屋的抗震穩(wěn)定性。對于房屋檁條、梁以及格子之間的連接需要做強(qiáng)化處理，在屋架間需要增加剪力對稱，增強(qiáng)民居的整體性。

4．5對墻體結(jié)構(gòu)采取抗震措施

為了能夠增強(qiáng)墻體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，關(guān)于縱、橫墻之間的連接強(qiáng)度需要進(jìn)行加強(qiáng)，在地震設(shè)防程度較高的地區(qū)，強(qiáng)度保障更為重要。在民居建設(shè)時(shí)，如果縱、橫墻的砌筑不能同時(shí)進(jìn)行，就需要放坡留槎，留槎的形式需要注意，可以采用馬牙槎的形式，這種砌筑方法能夠使砌體的整體穩(wěn)定性更好，有助于抗震。如果房屋建設(shè)的橫墻布局較少，而立面較高，就需要增加圈梁，使房屋內(nèi)外墻之間的連接增強(qiáng)，提高墻體的整體性，使用這種方法是比較經(jīng)濟(jì)適用的。另外，在進(jìn)行墻體施工建設(shè)時(shí)，需要對施工的質(zhì)量進(jìn)行有效的保證，比如混凝土澆灌、養(yǎng)護(hù)，磚、土坯的砌筑以及結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的連接等，都要保證建設(shè)的質(zhì)量可靠。有關(guān)調(diào)查顯示，灰漿強(qiáng)度如果夠高，能夠使磚混結(jié)構(gòu)以及磚木結(jié)構(gòu)的抗震性能得到較好的提升，在進(jìn)行砌筑時(shí)，砂漿或灰漿都要確保其飽滿程度，磚塊表面需要進(jìn)行清潔處理，對于較大的磚塊，在進(jìn)行砌筑使用前，需要先浸水進(jìn)行充分吸收，然后再抹灰漿，這樣能夠保證灰漿的黏結(jié)能力。

5結(jié)語

總而言之，受多方面因素的影響，我國農(nóng)村民居的抗震性能較差，從我國發(fā)生的地震災(zāi)害中得到教訓(xùn)，關(guān)于農(nóng)村民居的抗震設(shè)防需要加以規(guī)范，對農(nóng)村民居的抗震性能進(jìn)行有效的增強(qiáng)，以此來降低地震災(zāi)害給農(nóng)村帶來的損失。在如今的社會(huì)環(huán)境下，我國正在加快新農(nóng)村的建設(shè)，有關(guān)農(nóng)村民居進(jìn)行迭代更換已經(jīng)是發(fā)展趨勢，而農(nóng)村民居的抗震工程可以以此為契機(jī)，在民居建設(shè)中加強(qiáng)抗震建設(shè)，使農(nóng)村民居整體上的抗震性得到良好的提升。

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作者：李菡琳 單位：東明縣地震監(jiān)測中心