浅析农村房屋抗震

杨洋 肖婉欣

摘 要：我国大多数破坏性地震都发生在农村，通过分析我国农村房屋建筑的主要结构形式、震害特征及其建造特点，发现缺乏设防意识、缺乏抗震技术和经济条件差是农房“小震致灾、大震大灾”的主要原因。通过对既有的结构抗震、鉴定、加固、隔震技术的综述，发现目前我国仍比较缺乏适合农村房屋的抗震及加固技术。最后对农村房屋抗震与加固方法提出建议，展望今后仍需重视的研究工作。

关键词：砌体结构;框架结构;结构抗震;抗震鉴定与加固;农村房屋

我国的破坏性地震的震中大多在农村。根据《中国古今地震灾情总汇》和国家地震局的地震目录的统计数据，从公元前2300至公元2000年历史上共发生5级以上地震2048次，其中1905次，约93%的破坏性地震都是发生在县级农村乡镇地区;历史上MS大于8的强地震16次，有15次发生在农村乡镇;在2003 年全年我国发生成灾地震21次，这些地震的震中均位于村镇地区。上世纪我国发生的破坏性地震占全世界的三分之一，死亡人数为六十万，占全球死亡人数的一半。农村地区社会和经济发展水平较低，房屋大多由村民自行搭建，他们缺乏基本的防震减灾意识，建筑简陋，基本上处于不设防状态。存在房屋结构设计不当、类型选择不合理，没有采用抗震措施，没有选择抗震能力强的结构类型等问题，建造缺乏管理，没有抗震规范规程作指导，没有示范工程作参考，抗震能力的强弱不太确定，对于突发的地震灾害抵抗能力比较差。因此，对于建于地震区的村民建筑结构，正确的评价其抗震能力，并据此进行抗震加固，对最大限度的降低地震灾害，保障人民群众的生命财产安全具有重大的作用。

一、农村房屋建筑的主要结构形式及其震害特征

调查显示，我国农村民居房屋式样较多，在不同的地域有不同的建筑方式和样式，但归纳起来主要有五种：生土结构房屋、木结构房屋、石结构房屋、底部框架-抗震墙砌体房屋、砌体结构房屋和钢筋混凝土结构房屋。生土结构和木结构房屋基本建于上世纪80年代以前，该类房屋为木构架承重，土坯墙作围护墙，屋基处理比较简易。到了上世纪80年代～90年代，农村民居大体采用的是砌体结构（砖木结构和砖混结构）的房屋，砖木结构屋梁使用木料，墙体采用烧结砖，地基处理简易，没有钢筋混凝土构造柱和圈梁，由于该结构建造简单，材料容易准备，费用低，在既有房屋中占较大的比例。底部框架-抗震墙砌体房屋、砖混结构（设置构造柱和圈梁）和钢筋混凝土结构房屋是上世纪90年代后兴起的结构形式，特别是近几年中，农村新建的房屋基本采用砖混结构和框架结构。

二、农村房屋的建造特点

设计方面。不管是旧房屋还是新建房屋几乎都没有经过设计，农房建造缺乏技术，也更缺乏建筑抗震方面的技术。主要表现在：很多旧房屋同时采用多种材料混合砌筑，房屋的整体性差;片面的追求房屋的数量和面积，结构在经济条件下就降低了房屋的质量;新建房屋注重居住条件和美观要求，但是缺乏抗震防灾意识，经费使用不当。在结构上省钱，却在装修上大量投资。过分的追求外表的美观，居住房屋普遍追求豪华、高大、宽敞、明亮、舒适、气派。

施工方面。房屋的施工质量没有保证，从材料的来源到使用，没有施工技术的指导，使房屋存在大量的安全隐患。例如经济条件好的家庭，希望把房子盖得结实些，但是没有技术的指导，认为只要多加构造柱和圈梁或把梁柱断面尺寸做的大些，房屋就结实抗震了。所以，不惜投资，层层设圈梁，间间加构造柱，但是却忽视了构件的强度均衡和联结，出现顾此失彼，造成许多局部强度过高而浪费材料和经费的现象，也出现了不少局部强度或联结过弱，形成抗震的薄弱环节。

三、结构抗震与加固的研究方法

（一）抗震实验方法的发展

根据试验的对象不同，结构实验可以分为构建试验和材料试验、结构局部试验、结构整体性试验。整体试验是根本目的，局部和构件试验是有针对性地分析结构整体的组成部分的性能，材料试验是基础。从加载方式上可以分为静力和动力试验两种，静力包括单调加载和循环加载，动力包括自由振动（自由释放或冲击） 和强迫振动。强迫震动又可分为简谐振动与模拟地震动和天然振动。从发展上经历了：静力试验阶段、伪静力试验阶段、伪动力试验阶段、自由振动试验阶段、共振试验阶段、模拟地震动试验等。

（二）我国抗震鉴定与加固工作的发展

我国抗震鉴定与加固工作的发展分为三个阶段。启动阶段（1968年开始）;发展阶段（1975年）;初步成熟阶段（1994年）。

四、农村建筑抗震与加固技术

（一）农村房屋的抗震技术

葛学礼等在大量研究及调查农村房屋建筑抗震性能上，制定了《镇（乡）村建筑抗震技术规程》用于指导农村地区房屋的抗震措施，该规程中提出了农村建筑的抗震设防目标（二水准）：“小震不坏，中震不倒”。

房屋地基及基础选择与设计。①不要在含有大量砂土或淤泥的区域建设房屋;②非岩质的陡坡上、高耸山包、条状突出的山嘴及河岸旁，这类地区的地基容易产生不均匀沉降或产生滑移，因此不宜建造房屋;③注意基础的选型，加强其整体性和刚性，同一建筑單元不宜设置在性质截然不同的地基上;④建筑物基础的埋置深度不易浅;⑤加强基础和上都结构的整体性;⑥土地基上的基础应有较多的安全储备，以防止建筑物在地震效应和竖向荷载作用下的震动过大，引起房屋沉降和倾斜。

结构的平面和立面布置要对抗震有利。结构布置宜对称且有规则，质量和刚度的变化要均匀，避免楼层错层。

房屋要轻。减轻楼盖和屋盖自重，尽量采取轻质材料;围护结构要轻，承重墙体更要轻;屋顶不要做笨重的附属物。

重视圈粱和构造柱的布置。①圈梁能大大减轻震害，不设置圈梁或设置不当震害就比较严重。圈梁能使纵墙、横墙及楼盖或屋盖连成一体，增强旁屋的整体性，能箍住楼盖或屋盖，增强其整体刚度，能提高墙体抗弯刚度和约束墙面裂缝开展，能减少墙体的竖向自由长度，增自嘴体的稳定性;抵抗由于地震或其他原因引起的不均匀沉降对房屋的破坏作用。②设置构造柱是唐山大地震后总结出来的非常有效的抗震措施。钢筋混疑土构造柱可以加强旁屋抵抗竖向地震力作用的能力，可以加强纵墙和横墙的连接，增强房屋的整体性，特别是把设置在墙体内的圈粱和构造柱连接成-个空间框架，对纵墙和横墙起到约束作用。在墙体达到强度极限后，破碎的墙体因为有圈粱和构造柱的约束而防止碎块散落，从而支撑楼盖或屋盖不致倒塌。钢筋混凝土构造拄在很大程度上提高了砖砌房屋的抗倒塌性能，使墙体材料从脆性向延性过渡。

（二）农村房屋的加固技术

对各类建筑物进行加固方法通常可分为两大类：一类是恢复抗震能力的方法;一类是增强、提高抗震能力的方法。恢复抗震能力的方法通常采用压力灌浆法和化学灌浆法，增强、提高抗震能力的方法有增强强度、提高延性法，加强整体性法和改变传力途径法。增强强度、提高延性主要采用水泥砂浆面层法、钢筋混凝土面层法、型钢网箍法、喷射混凝土法、替换构件法和粘贴钢板法等;加强结构整体性主要有加设圈梁法、加设构造柱法和加设拉杆（梁）法等;改变传力途径主要有增设抗震墙法和增设支撑法等。值得指出的是，加设圈梁、加设构造柱和加设拉杆（梁），增设抗震墙和增设支撑法也可增强和提高结构的强度和延性。各加设构件和原结构通常可采用钢筋混凝土销键、干硬性水泥砂浆锚杆、108 胶水泥砂浆锚杆、水玻璃水泥砂浆锚杆、树枝锚杆、楔缝式锚杆、普通螺栓和钢筋短拉杆等方法加强相互间的连接，以利于地震发生时，新老构件共同抵抗地震作用。对混凝土构件来说，增强与保证新旧混凝土结合也是必要的，通常要采用增大结合面，严格清理旧混凝土表面和涂胶结剂等措施。

五、结论及展望

农村房屋尽管总高度较低，层数较少，但是历次地震震害表明，在遭遇地震时，农村房屋的损坏最为严重，地震造成绝大部分的人员伤亡也是农民，甚至5 级左右的地震都会造成了人员的伤亡，没有设防的村镇公共设施和农村民居成为危害农民生命安全的重要隐患，农村房屋抗震薄弱（基本不设防） 的原因，不仅仅是经济上，更主要的是缺少抗震意识，即便有了抗震意识，也缺乏抗震的基本知识和抗震技术指导。

从工程抗震的角度来说，提高农村房屋自身的抗震能力是降低震害损失的最有力措施。新建农村房屋的设计要严格按照国家颁布的地震动参数区划图和地震烈度区划图的规定以及抗震规范中的设防要求进行设防，满足建筑物“大震不倒，中震可修，小震不坏”的抗震设计原则;并且适当增加一些抗震构造措施，还要重视非主体结构的抗震施工、设计和管理;对已建结构而未采取抗震设防措施的，按照抗震性能的鉴定方法，采取有效的抗震加固措施来增强结构的抗震能力。目前要求大面积提高农村房屋抗震设防标准，投资大幅增加，仍有难度。若采用有效，成熟的结构隔震减震技术，投资增加不多但能明显提高结构抗震安全性，并实现结构，内部设备双保护。