赵光超 汪晓丰
1)湖南大学土木工程学院,长沙 410082
2)长沙市城市建设科学研究院,长沙 410011
湖南省农村房屋安全性现状统计分析
赵光超1)汪晓丰2)
1)湖南大学土木工程学院,长沙 410082
2)长沙市城市建设科学研究院,长沙 410011
本文汇总了湖南省农村房屋的安全性等级情况资料,从房屋的建造年代、结构形式、各年代所建房屋的危房率以及居民的住房质量、安全意识与房屋抗震性能的对比几个方面进行了房屋安全性状况统计分析。结合房屋典型损坏现象,分析了此次调查中房屋的损坏特征,总结了各种结构形式容易出现的问题。根据房屋典型损坏现象分析和安全性等级情况统计,得出了以下结论:湖南省农村生土结构和木结构房屋的安全性现状不容乐观;有关部门应制定一套适合农村的结构设计规范,并通过培训等方法解决农村房屋设计和施工问题;部分存在潜在严重地质灾害的地区和大山深处的房屋已无改造、新建的意义,最好整体搬迁。
安全性等级 抗震性能 房屋损坏特征 农村房屋
由于农村经济落后和农民抗震防灾知识的缺乏等原因,农村房屋的抗震防灾能力十分薄弱。此外,大量房屋年久失修,存在较大的安全隐患,一旦发生洪水、地震等自然灾害,将不可避免地造成较大的经济损失和人员伤亡。2008年汶川地震(清华大学等,2008)和2010年玉树地震的惨重地震灾害,突显了农村房屋抗震防灾能力的脆弱,使得农村房屋的安全问题日益引起社会各界的广泛关注。
为有序推进农村危房改造,逐步解决农村困难群众住房安全问题,住房和城乡建设部决定组织编制农村危房改造“十二五”规划。湖南省组织开展了试点调研工作。全省共选取了3个试点县,包括好、中、差三个发展水平的9个行政村,对每个行政村进行普查。本文汇总了有关房屋安全性等级调查资料,根据房屋的建造年代、结构形式、各年代所建房屋的危房率、农民的住房质量安全意识和房屋抗震性能的对比4个方面,对房屋安全性等级情况进行了初步统计,分析了农村房屋的安全性现状。同时在此基础上,对湖南农村房屋抗震防灾现状进行了初步评价,并提出了相关建议。
根据中华人民共和国住房和城乡建设部《农村危险房屋鉴定技术导则》并结合“房屋危险性综合评定方法表”,农村房屋的安全性等级可分为4个等级:
(1)A级:结构能满足正常使用要求,未发现危险点,房屋结构安全;
(2)B级:结构基本满足正常使用要求,个别结构构件处于危险状态,但不影响主体结构安全,基本满足正常使用要求;
(3)C级:部分承重结构不能满足正常使用要求,局部出现险情,构成局部危房;
(4)D级:承重结构已不能满足正常使用要求,
房屋整体出现险情,构成整体危房。
生土结构房屋由生土墙作为主要承重构件,墙体是由土坯、夯土等生土用泥浆砌筑而成。由于该类房屋年代久远,墙体风化剥蚀现象严重,存在很大的安全隐患。
调查结果表明,生土结构房屋主要存在以下损坏特征:
(1)地基局部损坏或产生不均匀沉降。该类结构的地基多由卵石或块石堆砌,承载力往往不足,再加上雨水浸泡等原因,往往产生地基局部损坏和不均匀沉降产生的墙体裂缝(见图 1)。
(2)墙体开裂或局部墙体丧失承载力。当木檩搁在山墙上而且不设置垫木时,由于局部应力集中,经常产生墙体开裂或局部丧失承载力,此外,生土墙体由于干缩也会导致裂缝的产生(见图2)。
(3)梁、柱明显开裂。由于年代久远和梁、柱承载力的不足,梁、柱往往产生明显开裂(见图3)。
(4)楼、屋盖与墙、梁没有拉结(见图4)。
图1 地基沉降Fig. 1 Sinking of foundation
图2 墙体开裂Fig. 2 Cracks in wall
砖混结构房屋的建造年代较短,按规范要求设置了圈梁和构造柱后,房屋的整体性增强,抵抗不均匀沉降的能力也有很大改观,安全性等级整体较高,其主要损坏特征是存在墙体裂缝。
对于砖混结构,砖墙上的裂缝往往比较严重,而混凝土构件上的裂缝则相对较轻,这些裂缝可分为受力裂缝和变形裂缝。受力裂缝是在各种直接荷载作用下结构产生的裂缝,而变形裂缝则是由于砌体收缩、温差、地基不均匀沉降等原因产生的。
本次调查中出现的多为墙体裂缝,如阶梯裂缝、水平裂缝及斜裂缝等(见图5)。产生的主要原因是地基的不均匀沉降、部分房屋构造柱设置不足或不设置、施工质量和建筑材料质量差等。
图3 木柱纵向开裂Fig. 3 Vertical cracks in column
图4 相邻构件无拉结Fig. 4 No links between different components
图5 砖混结构的破坏形式Fig. 5 Damage form of masonry-concrete structure
木结构房屋由木构架承重,围墙只起围护隔断作用(谢启芳等,2008)。由于便于就地取材等原因,一些地区以木结构房屋为主。在此次调查中,木结构的损坏主要是由于房屋年久失修造成的,主要体现在木构件的干裂、木构件的腐朽、相邻构件拉结不足等方面(见图6)。
图6 木结构的破坏形式Fig. 6 Damage form of timber structure
砌块是一种可以代替传统粘土实心砖的新型墙体材料(张春梅,2003),砌块结构保留了砖结构取材方便、造价低廉和施工简单的优点,又不毁坏耕地,因此在一些地区广泛应用。
在本次调研中,砌块结构房屋较少,且建造时间较短,房屋的安全状况良好,只是部分房屋由于选址和施工等原因,个别墙体出现少量裂缝。
砖木结构房屋基本上以砖和木材为主体建造而成,主要由砖墙承重,部分房屋由砖墙和木屋架共同承重(非明伦等,2008)。在此次调查中,砖木结构房屋最多。破坏形式主要是墙体局部开裂或发生轻微位移、歪闪,墙体与木构架连接不足,部分房屋纵横墙交接处有明显松动或脱闪迹象等(见图7)。
图7 砖木结构的破坏形式Fig. 7 Damage form of masonry-timber structure
建造年代对结构损坏程度的影响主要有以下几个方面:建筑材料质量不同、施工水平的差异、设计规范不同和使用年限的不同。将房屋安全性等级情况按照时间段划分,可得到表1和图8所示的安全性等级状况统计结果。从中可以发现,80年代以前建造的房屋损坏程度严重,其原因主要是:当时经济水平低,建筑材料质量差,施工工艺落后,而且缺乏必要的维修加固。而80年代后建造的房屋,C、D级比例明显降低。由于建造时间较短,以及经济水平、建筑材料质量等各方面的原因,房屋建造质量比以前有了较大的提高。
表1 房屋安全性等级状况统计(按建造年代分类)Table 1 Statistics of building safety classes by construction time
各类结构形式房屋的安全性等级状况统计如表2所示。调查区的生土结构、砖混结构、砖木结构和木结构房屋的安全性等级情况对比见图9。从破坏程度严重的C、D级所占的比例来看,不同结构形式的破坏程度按以下顺序依次减轻:生土结构→木结构→砌块结构→砖木结构→砖混结构。除了各类结构形式房屋的建造时间和结构性能的差别以外,材料性能和施工质量的好坏也对结构的安全等级有一定的影响。比如生土结构,墙体具有干缩性,且多用泥浆砌筑,其安全等级就较低。而调查区砌块结构C、D级占18%,多是由于施工质量差造成的。
图8 不同建造年代的房屋安全性等级情况对比Fig. 8 Percent of different safety classes of buildings with different construction time
图9 生土结构、砖混结构、砖木结构和木结构房屋安全性等级情况对比Fig. 9 Comparison of safety level for raw-soil, masonry–concrete, masonry-timber and timber structures
表2 房屋安全性等级情况统计(按结构形式分类)Table 2 Statistics of building safety classes by construction type
在各不同时间段所建的房屋中,C、D级所占的比例如图10所示。从曲线图可以看出,随着时间的推移,由于所建房屋的质量有了很大的改善,其安全性等级也随之提高,3个地区的C、D级百分率基本呈下降趋势。
图10 各时间段所建房屋中C、D级房屋百分率Fig. 10 The rates of buildings with C class and D class at different time periods
调查显示,对于国家为保证房屋质量安全,规定一些基本的强制性标准和要求的提议,居民大致有3种观点:①国家应该规定,能接受;②国家可以规定,但可能难接受;③其他。调查结果见图 11。由图可见,77%的居民认为国家应该规定一些基本的强制性标准和要求以保证房屋的质量安全,并且可以接受;21%的居民则表示限于经济水平,可能无法接受;仅有2%的居民认为规定与否无关紧要。可见大多数居民看重住房质量安全问题。
在调查中房屋的抗震设防状况分为3种情况:①基本不设防;②有部分抗震构造措施;③抗震构造措施基本齐全。房屋抗震设防状况的统计见图12。从图中不难看出,仅有4%的房屋抗震构造措施基本齐全,而67%的房屋基本不设防,一旦发生地震灾害,必会给该地区带来灾难性后果。
图11 居民住房质量安全意识Fig. 11 Pie diagram of safety consciousness of residents
图12 房屋抗震性能调查Fig. 12 Pie diagram of buildings in different anti-seismic capacity
对比图11和图12,居民的住房质量安全意识和房屋的抗震设防水平形成了鲜明的对比,除了部分房屋建造年代久远的原因外,经济水平是限制房屋抗震设防水平的主要因素。发展农村经济,提高农村工匠水平和保证建材质量已成为保证农村住房质量的根本所在。
通过对湖南省农村房屋的安全性等级情况调查,我们得到了以下结论并提出建议:
(1)湖南省农村生土结构和木结构房屋的安全性现状不容乐观。生土结构房屋占到调查地区房屋总数的21%,而生土结构房屋中高达59%为C或D级。木结构房屋占到调查地区房屋总数的20%,而木结构房屋中C或D级达到29%。一旦发生地震灾害,这些房屋无疑将成为受灾的主体。
(2)大量房屋为居民自己设计和本地工匠建造,由于居民和工匠专业知识的缺乏,直接导致结构设计的不合理且无法保证施工质量,以致部分新建房屋也出现了一些安全问题,这会造成不必要的损失。建议有关部门制定一套适合农村结构形式和经济水平的结构设计规范,并通过培训等措施解决农村房屋的设计和施工问题。
(3)大量房屋存在潜在的安全问题,需要进行加固、改造及新建。对于存在潜在严重地质灾害隐患和大山深处的房屋,改造和新建是毫无意义的。对于这些地区,建议进行整体搬迁。
(4)建议加强贫困地区扶贫资金投入,加大农村危房改造力度,尽可能减小农村房屋的安全隐患,从而避免小的自然灾害造成不必要的损失。
非明伦,朱月芬,周光全等,2008. 汶川8.0级地震现场灾害调查统计与分析. 地震研究,31:535—543.
清华大学,西南交通大学,北京交通大学土木工程结构专家组,2008. 汶川地震建筑震害分析. 建筑结构学报,29(4):1—9.
谢启芳,赵鸿铁,薛建阳等,2008. 汶川地震中木结构建筑震害分析与思考. 西安建筑科技大学学报(自然科学版),40(5):658—661.
张春梅,2003. 小型砌块建筑裂缝的原因及防治. 广州大学学报(自然科学版),2(4):361—364.
Present Safety Situation and Analysis of Rural Buildings in Hunan Province
Zhao Guangchao1)and Wang Xiaofeng2)
1) College of Civil Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China
2) Changsha Urban Research Institute of Construction Science, Changsha 410011, China
This paper summaries the present safety situation data of buildings in rural area of Hunan province. The building safety class situations are analyzed according to the building age,structural type, the rate of the buildings in extremely poor condition, the comparison between safety consciousness of building owners and seismic capacity of buildings. The building damage features are analyzed, and the lessons learnt are concluded in this paper.According to the statistics analysis of the building damage and the case studies, several conclusive observations are made. The safety situation of raw-soil structure and timber structure in Hunan rural area is not so good. Structural design code which is appropriate for rural area should be drawn up by relevant department, design and construction problems of rural buildings should be solved by training. Those who live in some buildings which were built in serious geological disaster region or in the deep mountain areas should be moved out to the new residential areas,since these buildings are in bad condition and worthless to be reinforced.
赵光超,汪晓丰,2011. 湖南省农村房屋安全性现状统计分析. 震灾防御技术,6(3):291—299.
2011-04-28
赵光超,男,生于1986年。湖南大学在读硕士研究生。研究方向为结构防灾减灾。E-mail: zhaoguangchao0908@163.com
Κey words: Safety level; Seismic capacity; Building damage features; Rural buildings