河南省农村自建房抗震调查研究*

苏聪聪

(许昌学院土木工程学院，河南 许昌 461000)

0 引言

农村自建房屋是指农民就地取材，自请工匠或相互协作，没有经过正规设计和施工指导修建的房屋。由现场震害调查可知，在遭受同等地震烈度破坏条件下，农村人口伤亡、建筑的倒塌破坏程度均远高于城市。但长期以来，由于农村地区社会和经济发展水平较低，居民防灾减灾意识淡薄，国家又未将农村地区建房纳入规范管理，使得这一安全工程的实施困难重重，发展极为缓慢。汶川地震的发生再次给我们敲响了沉重的警钟，加快农村民居地震安全工程，彻底告别对各种自然灾害缺乏抵抗力的“不设防农村”已成为摆在我们面前最为迫切的工作。

河南省地区农村面积大，农村人口密集，民居多采用自建房形式建造，忽视抗震设防问题将会造成严重的人员伤亡和经济损失。在农村推广应用抗震技术，对新建农房设计与建造进行指导，对现有老旧农房进行适当加固，使其具备一定的抗震震能力，对减少人员伤亡和经济损失具有重要意义。

1 自建房抗震现状调查

调查采用入户问卷和实地查看的方式进行，有效调查问卷共210 份。

1.1 调查对象

本次调查对象分布涵盖了河南省的绝大部分地区，主要调查地点有郑州、许昌、开封、信阳、安阳、三门峡等，调查数据较为全面，具有代表性。从统计情况来看，调查房屋涵盖了不同的建造时间、造价、建筑面积、建筑层数及结构类型等因素，有利于进行对比分析。

1)建造时间。见图1，绝大多数建于20 世纪90 年代以后，最早的建于1960 年，1980 年之前建造的有10 户，1981 年～1990 年建造的有19 户，1991 年～2000 年建造的有48 户，2001 年～2010 年建造的有116 户，2010 年以后建造的有17 户。

2)房屋造价。见图2，1 万元以下的有30 户，1～4 万的有66 户，4～10 万的有47 户，10～20 万的57 户，20 万以上的10 户。

3)建筑规模。见图3，建筑规模差异性比较大，总建筑面积小于100 m2的有60 户，100～200 m2之间的有65 户，大于200 m2的85 户。

4)房屋层数。见图4，1 层房屋112 户，建造时间较为分散，2 层房屋78 户，建造时间都在1990 年以后，3 层及以上房屋20 户，基本都是2005 年以后建造的。

5)结构类型。见图5，以砖混结构为主，砖混结构的178 户，钢混结构的9 户，砖木结构的19 户，土木结构的4 户。

1.2 调查结果

1.2.1 农户的主观抗震意识

对农户的抗震设防意识、抗震知识和建房时是否考虑了抗震等问题进行调查，调查结果见图6。调查中发现，绝大多数农户抗震设防的意识淡薄，凭着侥幸心理和从众心理，或受经济条件制约，在建房时几乎不考虑房屋的抗震设防问题。同时由于缺乏房屋抗震方面的知识，即便有意或无意中采取了抗震设防的一些措施，这些措施也不合理或不全面，达不到预期的效果。

图1 建造时间数据统计

图2 房屋造价数据统计

图3 建筑面积数据统计

图4 房屋层数数据统计

图5 结构类型数据统计

图6 农户抗震主观意识数据统计

1.2.2 设计图纸和施工人员

对设计和施工人员的调查见图7 和图8。调查中发现，无论房屋何时建造、规模大小、造价多少、层数多少，几乎所有房屋都没有正规设计图纸，绝大多数都是由农村业余工匠建造而非正规设计单位施工建造，一些农户甚至自己动手在亲友协助下完成建房。

1.2.3 地基条件和基础类型

农村自建房大多修建在中硬土地基上，但也有少部分修建在软土地基上(见图9)，造成房屋出现不均匀沉降及墙体裂缝等病害。自建房中基础绝大多数采用砖基础，个别有采用钢筋混凝土基础的(见图10)。

1.2.4 结构类型和结构布局

目前河南省农村自建房绝大多数为砖混结构，少数建造时间较早的为砖木结构，土木结构有极少存留，其中已无人居住(见图11)。调查中发现最近几年建造的房屋中，个别富裕的农户采用了钢筋混凝土的框架结构。通常来讲，钢混结构的房屋抗震性能优于砖混房屋，但造价较高，砖混房屋在若采取合理的抗震措施也可达到抗震设防的要求。房屋结构布局方面，一半以上的房屋布局规整，利于抗震，但也有一些房屋存在平面上凸凹和立面上错落的情况(见图12)。

1.2.5 建筑材料

墙体材料几乎全部是砖墙(见图13)。墙体胶结材料是保证房屋质量和抗震性能的关键因素之一，2/3 的房屋采用水泥混合砂浆，从外观来看砂浆配合比大多不符合要求，另外近1/3 的房屋采用石灰砂浆，极少数为土坯墙或者仅由粘土作为粘结材料来砌筑的砖墙(见图14)。屋盖和梁的材料，绝大多数的房屋采用现浇或预制的钢筋混凝土屋盖和梁，其余少数房屋为木屋盖和木梁(见图15、16)。

1.2.6 抗震构造措施

砌体结构房屋抗震构造措施主要包括设置闭合圈梁、适当的位置设置构造柱及施工时的砌体马牙槎等，如图17 中调查结果显示，只有半数房屋设有闭合圈梁，两成左右房屋设有构造柱。部分房屋存在屋顶附属物，如女儿墙、烟囱等，这些构筑物对抗震是不利的。

图7 设计图纸数据统计

图8 施工人员数据统计

图9 地质条件数据统计

图10 基础类型数据统计

图11 结构类型数据统计

图12 结构布局数据统计

图13 墙体材料数据统计

图14 墙胶结体数据统计

图15 屋盖材料数据统计

图16 梁材料数据统计

图17 抗震构造措施数据统计

1.2.7 房屋病害及加固

房屋最常见的病害为墙体的开裂，其次是梁、柱的各种病害，出现病害的房屋中大约半数左右进行了加固，具体数据见图18、19。

图18 病害及加固部位数据统计

图19 病害类型数据统计

综上所述，随着建造年代的推进或建筑规模的增大或造价的提高，农村自建房的结构类型由简易的土木、砖木结构逐渐升级为砖混甚至钢混结构；建筑材料使用上，木制的屋盖、梁、柱逐渐过渡为钢筋混凝土的屋盖、梁柱、圈梁，墙体胶结材料由水泥混合砂浆逐渐代替石灰砂浆；抗震构造措施方面，圈梁和构造柱的数量有所增加，但仍有大部分房屋不设圈梁和构造柱；同时房屋的病害逐渐减少。虽然农民的居住环境和房屋质量逐渐改善，但是，在所有被调查的房屋中，完全符合抗震要求的房屋几乎不存在，绝大部分自建房存在很大的抗震安全隐患。需要另外指出的是，随着农民经济条件的改善和生活水平的提高，建筑面积增大，房屋的造型不再是单一的四方块，出于对美观的追求，部分房屋造型上开始变化，出现平面上凸凹不平和立面上参差错落的情况，就抗震能力而言，这样的造型反而是不利的。

2 农村自建房存在的抗震技术问题

通过对河南省农村自建房的大量调查和详细的实地查看，发现其抗震方面的技术问题主要有以下几个方面。

2.1 地基基础

调查中发现，农户建房之前不作地质勘察，甚至整个村庄都没有地勘资料，普遍存在基础面积不足，埋深不够，甚至未达老土，也未对地基进行处理等问题。如此盲目施工，势必引起房屋不均匀沉降，造成结构变形；室外不设散水，造成墙体根部积水，地基浸泡，导致基础沉降不均，纵横墙之间出现裂缝，甚至外墙倾斜。

2.2 结构布局

盲目追求大开间，房屋高度及高宽比严重违反规范，地震时底部极易发生破坏和倾斜。相邻建筑间隔不够，地震发生时房屋位移时易碰撞。盲目加层，这种现象在城市的城郊结合部最为明显，不考虑地基能否承受，结构是否允许，大量地震震害资料表明这类盲目加层房屋在地震中的往往是破坏的更严重，甚至出现倒塌。

2.3 主体结构

无闭合圈梁和构造柱，或仅仅有圈梁未设构造柱。这种房屋整体性和延性较差，极大地降低了房屋的抗震能力。在汶川地震中，未设圈梁与构造柱的砌体房屋呈明显的脆性破坏，房屋瞬间倒塌，造成大量的人员伤亡。同时还存在许多结构方面的问题，例如：圈梁在卫生间楼梯窗户处断开；房屋盲目出挑，梁及檩条悬挑过长，经常头重脚轻；隔墙直接砌筑在楼板上，楼板相应位置无横梁；楼层隔板、门窗过梁采用凿断的旧预应力多孔板代替；同时用砖、石、土等多种材料混合承重，房屋的整体性差；出屋面女儿墙、楼梯间及小阁楼抗震措施不足，地震中往往最先破坏且破坏严重；盲目打墙、开洞和更改用途，在不少震害资料中，造成房屋损坏严重的更为重要原因往往是不合理的改变对结构的损伤。

2.4 施工质量

水灰比过大，标号低，混凝土浇筑无震捣措施，漏浆现象严重，蜂窝孔洞大量存在；砌筑砖墙砂浆标号底，砂浆配合比不准，非机械搅拌，强度普遍较低；砌体组砌方法混乱，灰缝控制不严。农房主要由工匠队或由亲友帮忙修建，由于技术素质差，施工技术落后，无专业施工机具，或偷工减料，建筑质量无法保证，甚至一些必要的结构构造措施也被忽略，房屋的抗震问题着实堪忧。

3 农村自建房的抗震技术措施

3.1 从抗震角度对房屋进行合理布局

1)控制房屋总高度、层高、层数和高宽比等，避免整体弯曲变形。多层砌体住宅应设置不少于3 道承重纵墙，每道纵墙还应沿各自轴线对齐、贯通，应优先采用横墙承重体系并控制最大横墙间距，以减少楼盖平面内变形的不利影响。多层砌体房屋不应采用砌体墙与现浇钢筋混凝土墙混合承重。

2)限制砌体房屋局部尺寸，避免因局部失效而导致整体结构的破坏甚至倒塌。墙体宜均匀对称、对齐；竖向应上下连续，防止侧向刚度的突变。较小房间的隔墙可改用非抗震墙。

3)楼接梯间布置于房屋的尽端或转角处时，应采取加强墙体约束等措施，提高楼梯间的安全性。

4)对于竖向和平面严重不规则的房屋，如立面高差大于6 m、较大错层、或各部分结构刚度和质量截然不同，宜设置防震缝并符合规范规定的最小缝宽要求。

3.2 设置圈梁和构造柱

构造柱可增大墙体的变形能力和墙段塑性变形后的约束作用，使房屋有较大延性，降低地震来临时房屋垮塌的危险性。在楼层处设置圈梁可以有效加强房屋整体性，提高墙体的抗震承载力。构造柱的设置位置是内外墙交接处、墙体转角、或在连接构造比较薄弱和易产生应力集中的部位，砌筑时加设水平拉结筋和咬槎砌筑应注意构造柱截面不宜过大，配筋不宜过多，构造柱的间距不能过大。

楼盖圈梁可增强拉接，提高结构整体性，减少地基不均匀沉降，加强墙体与楼板连接等。构造柱需与各层纵横墙的圈梁或现浇板连接，才能发挥约束作用。

3.3 其他抗震技术措施

做好地基与基础处理，同一房屋应建在地质相同的地基上，且基础埋深应足够，不宜跨陡坎；对严重不均匀土层，宜采取换填夯实等措施；板的支座长度不小于120 mm，内墙阳角处梁支座长度不小于500 mm；挑梁埋入砌体长度与挑出长度比宜大于1.2，当挑梁上无砌体时，宜大于2；240 mm厚的砖墙，跨度大于6 m 时，大梁支承处宜加设壁柱，或采用其他加强措施。

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