汶川大地震中羌族建筑的震害现象及抗震技术分析

贝 毅，彭 锦

四川建筑职业技术学院，四川成都 610081

羌族是我国历史悠久的少数民族之一，其聚居地主要分布在四川省岷江上游的茂县、汶川县、黑水县、松潘县以及北川县等地区，聚居人口达到十几万之多。经过几千年人文历史的洗礼，形成了独特的建筑文化。汶川大地震后，羌族聚居区的羌族村寨建筑受到了一定程度的破坏。作为羌族物质文化遗产和非物质文化遗产的重要载体，羌族碉楼和碉房等建筑独具特色。茂县、汶川县、松潘县等羌族聚居地的碉楼建筑在地震中的受损程度除区域性差异外，其结构形式、建筑材料和施工方法等相关建筑技术皆与建筑的抗震性能有着密切关系[1]。

1 羌族建筑震害现象

通过对羌族聚居区的实地探访，并结合国内相关学者的研究，在“5.12”汶川大地震中，羌族建筑普遍具有以下震害现象和特点[1]：

1）体量小的低层建筑的震害轻于体量大的高层建筑；

2）外立面采用了“鱼脊背”的建筑震害轻于外墙呈平面的建筑；

3）使用纯净黄泥作为粘结材料的建筑震害轻于使用普通黄泥修建的建筑；

4）采用片石、块石修砌的建筑震害轻于用卵石修砌的建筑；

5）墙体布筋的建筑震害轻于未布筋的建筑；

6）石砌老碉楼垮塌少于新建碉楼。

2 羌族建筑抗震技术分析

根据上述震害现象，震害较轻的羌族建筑其结构形式和布置、使用的建筑材料、建筑施工技术工艺等都独具匠心，充分展示了数千年来生活在高山地区的羌族人民极高的建筑抗震智慧。

2.1 结构形式

羌族建筑特别是民居建筑多采用两至三层的低层建筑，建筑平面多数为四边形或六边形，立面上从下至上逐渐收进。这样的布置形式，其立面和平面的布置都相当规则和对称。从现代结构设计的理论出发，羌族建筑的承载力、刚度、质量分布对称均匀，可以有效减少地震发生时对建筑物产生的扭转效应。四边形或六边形的合围结构，形成了类似“筒体”的结构体系，整体的抗震性能得到了进一步的提高。而相对低矮的楼层和较小的体量也符合建筑抗震设计概念设计的要求，有利于抗震[2]。

另外，大部分的羌族碉楼建筑普遍在外立面上采用了“鱼脊背”的独特结构。这种碉楼的修筑方法是在碉楼外墙立面上修砌一条或两条类似“鱼脊”的凸状背脊。从建筑力学相关理论角度看，“鱼脊背”实际上是将本身单一平直的石砌墙体分割成了两个受力部分。这两部分相对独立而又连接在一起的墙体在地震来临时可以起到相互约束，共同受力和变形的作用，提高了碉楼墙体的整体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为经过特殊加工的石材和黄泥。石材作为羌族建筑砌筑常用的块材分为块石和卵石。传统古羌族建筑所用的石材为硬度较高的青石。青石外形一般不规则并常有棱角。砌筑时，用铁锤等工具将其敲成平整的片状。而近代和现代修筑的一些新建羌族建筑多用卵石作为块材且一般不经过加工。在对汶川地震震后的羌族建筑震害统计中发现，采用青石加工的片石、块石修砌的建筑震害轻于用卵石修砌的建筑。

作为羌族建筑这种特别的砌体结构中另一种重要材料——黄泥，起着类似砂浆的粘合剂作用。传统的羌族古建筑，砌筑所用的黄泥均取自佳山寨的黄泥巴坪[3]。该处的黄泥主要特点是相对比较纯净，粘结性好。经研究发现，砌筑块材采用的青石片中含有硝基化合物。长期使用后，青石片中会析出硝酸盐结晶，并与作为粘合剂的黄泥混合在一起，大大加强了青石片与黄泥的粘结作用，提高了墙体的抗压、抗剪强度和抗震性能。聪明的羌族人民还想到了在墙体中“布筋”，即在墙身中特别是基础和转角处加设木板、树皮、麻筋等材料。“布筋”的作用原理与现代砌体结构中在墙体内部加设拉结钢筋的原理相似，可以加强墙体的整体性，有效防止和减缓墙体在地震作用下的开裂[4]。通过在震后对羌族建筑的调研发现，凡是采用青石片作为块材、采用纯净黄泥作为粘合剂并在墙体中加筋的羌族建筑，震害均轻于新建的采用卵石作为块材、采用含砂石杂质多的黄泥作为粘合剂且在墙体中不加筋的羌族建筑。

2.3 施工工艺

羌族建筑采用的砌筑工艺也极具特色。砌筑的相邻每层青石片均采用错缝搭接，避免同缝造成的应力集中，完全符合现代施工技术规范的要求。由于砌筑用青石片在加工后不规则的形状，在砌筑时会留下不规则的缝隙，这时用小石块填满并挤入大量的纯净黄泥浆。最后，用锤子打压密实，使之与片石粘结一体，使每层的石块都在同一水平面上。

根据古羌族建筑修筑习俗，每砌筑一层墙体，就停工一年。这样，已完工部分的墙体可以充分的粘结、沉降和固化。一年后，再继续进行向上一层墙体的砌筑。在震后的调查亦发现，严格按照此古法修筑的羌族古建筑在震后震害极小，而大量震害严重的羌族建筑均为当代作为旅游区开发的、未按古法修筑时间执行施工工序的新建羌族建筑。

3 结论

汶川地震后，大部分羌族建筑特别是古建筑都有效抵抗了地震作用对其造成的破坏和影响，体现了“用材科学、整体布局、注重细节、确保质量”的建造原则。羌族人民创造了独具民族特色且科学合理的抗震结构房屋，反映了古羌人的深邃的建筑智慧，值得我们继续深入探究并在灾后羌族建筑重建中发扬光大。

[1]徐学书.羌族传统建筑抗震技术及其传承研究[J].西南民族大学学报：人文社科版，2009(210)：12-13.

[2]雍承鑫.从汶川大地震看羌族碉楼的抗震性能[J].西南民族大学学报：自然科学版，2009(5)：1077-1079.

[3]谢珂珩.羌族建筑及其抗震性能分析[J].艺术与设计，2008(11)：83-85.

[4]季富政.中国羌族建筑[M].成都：西南交通大学出版社，2000.