村镇既有石结构房屋现状调查

石家鑫 李鹏程 彭有开

(北京建筑大学 工程结构与新材料北京市高等学校工程研究中心，北京 100044)

村镇既有石结构房屋现状调查

石家鑫 李鹏程 彭有开

(北京建筑大学 工程结构与新材料北京市高等学校工程研究中心，北京 100044)

通过对我国各地村镇石结构房屋的实地调查与资料整理，总结了村镇石结构房屋在我国分布的特点，同时就各个地区的不同种类型的石结构房屋的特点对各地石结构房屋进行了详细的介绍，从单独构件入手分析，指出了不同种类村镇石结构房屋从承重构件到房屋的整体抗震性能方面存在的问题。

石结构，特点，抗震，问题

1 石结构概述

石结构即石砌体结构，是一种以经过加工的天然岩石为基材，辅以砂浆等粘结材料，经人工按一定方式砌筑而成的结构。石材是被人类最早认识和利用的天然材料之一，石结构也是人类最早用于生活和居住的场所之一。

我国早期石砌体结构多见于墓穴建造以及一些木构建筑及砖砌建筑的补充。在山西、广东、湖北等省及广西柳江与北京周口店均发现有旧石器时代中晚期人类居住的天然岩洞。殷商时期的建筑遗址中,已发现有石质柱础,足见石材应用于中国建筑中已有悠久历史。秦汉以后，石结构得到很大发展，现存实物有石墓室、石祠、石阙、石窟寺、石塔、石桥以及石经幢、石墓表、石牌坊等。中国古代以“石作”来称呼石结构建筑物的制作和安装，制作工艺在宋代《营造法式》和清代《工程做法》中都有涉及。

2 既有村镇石结构房屋状况

2.1 建筑材料

能够用于建筑领域的石材有很多，村镇石结构所采用的石材材质主要为花岗岩，其他的还有大理岩和石灰岩等。按照石材加工后的规则程度，石结构所采用的石材又可分为料石和毛石。其中料石可以分为毛料石、粗料石和细料石。而毛石又可以细分为乱毛石和平毛石。天然的卵石和片石在一些地区的石结构建筑中有时也会用于墙体的砌筑。一般砌筑工程中通常采用的砌筑砂浆有水泥砂浆、水泥混合砂浆和石灰砂浆，而用于石结构砌筑中的传统砂浆则通常为粘土混合砂浆和粘土砂浆。部分地区(如甘南地区的片石墙、山西的石仿木建筑等)甚至可以不使用砌筑砂浆而仍能保证部分石材的连接性。

2.2 组砌方式

北方的毛石墙的砌筑方式通常比较随意。砌筑时一般采用铺浆法砌筑，先从转角处开始砌起，再向中间逐步砌筑。砌块保证错缝搭砌，砌块之间较大缝隙使用砂浆填满后嵌入碎石。闽南地区现有的和在建的石结构料石墙体的砌筑方法主要有有垫片干砌后甩浆法、有垫片铺浆法和无垫片铺浆法三种[1]。对于卵石墙的砌筑方法主要有人字砌筑法和品字砌筑法两种。

此外，还有一些特殊形式的石墙采用特殊的砌筑方法，如碎石墙，采用灌浆法砌筑，使石块周围充满砂浆。片石墙则通常与料石墙的砌筑方式相同，多采用铺浆法砌筑。

2.3 结构构件类型

石结构房屋一般由基础、墙、柱、屋(楼)盖等构件组成，基础作为下部承重构件，承受着上部承重墙和柱传来的荷载，屋(楼)盖则是建筑物中承受各层楼和顶层的各种荷载并传给墙和柱的分隔构件。一般情况下基础都采用石砌基础，砌筑材料多采用毛石，部分石结构建筑的基础会采用料石，少数情况下石墙下无基础。

墙体通常可分为：料石墙、毛石墙、卵石墙、片石墙和夹板墙。料石墙是采用料石和砂浆砌筑的墙体。毛石墙是指采用不规则毛石砌筑，石缝采用各种砂浆或无砂浆填充的墙体。片石墙是在大石之间嵌小石并填充粘土铺筑，局部采用小石片填缝找平的墙体。夹板墙是指外墙采用石材砌筑，内墙采用填充材料填充的墙体。大部分石结构房屋都采用石柱石梁，但对于石柱和石梁的类型在规范中都进行了严格的规定，以避免承重构件在使用中发生脆性断裂。而木结构承重的石结构房屋则通常采用木柱木梁。

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国内石结构常见的楼盖体系包括石板楼盖、木板楼盖和混凝土板楼盖，其中混凝土楼盖的抗震性能最好。

2.4 分布及地区特点

我国现有石结构主要分布于东北、东部、东南沿海地区以及云贵高原、青藏高原和其他山地地区。主要分布省市有北京、山东、江苏、浙江、福建、贵州、广西、四川、山西、陕西、河北唐山等地区。

北京市的石结构房屋大部分存在于多山地区，其中尤以门头沟区的存量较大。北京地区的村镇石结构房屋形式与大多数传统的南方石结构房屋不同，通常采用木屋架石墙承重结构，即采用木梁、木柱以及石砌墙体作为主要承重构件，这一点不同于南方的石梁石柱石墙石楼板承重方式。也有部分房屋采用传统的木结构承重形式，石砌墙体仅作为围护结构存在，而这种形式的房屋则恰恰沿袭了我国传统建筑“墙倒屋不塌”的理念。北京地区的村镇石结构房屋绝大多数均为单层的平房，石砌墙体砌筑采用乱毛石和平毛石配以三合土或低等级砂浆，部分墙体采用砖石混合砌筑。石砌体房屋通常两面山墙，正面石墙上开门窗洞，房屋门窗洞口通常采用砖砌或木门窗框。少量砖石砌体的房屋在房屋四角设置构造柱，极少有房屋设置水平圈梁(见图1)。

陕南山区也存在许多石结构民居，在镇巴、安康、西乡山区很普遍。陕南山区的石结构房屋也有着其不同于其他地区石结构房屋的结构形式。其民居通常只有两山墙和后墙三面墙，有的直接利用山崖作为后墙，正面通常采用木装修。当地房屋常采用木屋架，以经过雕刻的石础作为柱基，墙体采用石砌墙或夯土墙。房屋基础通常采用卵石砌筑。在紫阳地区的民居还采用石板屋顶。

贵州的镇宁、安顺等布依族地区盛产优质石料，当地的石结构房屋多为干栏式楼房或半边楼(前半部正面看是楼，后半部背面看是平方)式的石板房。布依族的石板房多数是采用木屋架，除了一些必要的梁、柱等承重构件外，多数都是采用石材。不同于其他石结构民居的是，布依族的石板房采用的石材是当地广泛分布的页岩，而且石板房上的“瓦”通常也是采用当地的页岩。

东南沿海地区的村镇建筑也大量采用了石结构，尤以闽南地区为主(见图2)。福建省的村镇石结构房屋保有量至少达到1亿m2，占村镇建筑总量的60%[2]。闽南地区石结构房屋主要有三类：纯石结构、石混结构和单层纯石结构加盖多层砖混结构。纯石结构的基础、承重墙、柱、梁、板等构件都是由石材组成。石混结构的承重墙由条石砌筑而成，而其屋(楼)盖则采用预制的钢筋混凝土屋(楼)盖，这一类石结构房屋的抗震性能一般要好于纯石结构房屋。单层纯石结构加盖多层砖混结构则是在原有的石结构建筑上加盖多层砖混结构，以达到增大使用空间的目的。这类在石结构房屋上加层的房屋约占纯石结构总量的40%。加层部分一般采用砖混结构,增加层数一般为1层～3层。

3 存在主要问题

地基基础方面，村镇石结构建筑通常不太注重建筑的选址，对于地基的处理也常常存在问题，这导致结构的地基和基础存在一定程度的隐患，会造成基础的不均匀沉降、地面凹陷等问题。

承重构件方面，在既有石结构的民居中，有些房屋的梁、板等受弯构件采用石梁石板这类材料。然而石材的特性决定了石梁石板的抗弯性能很差，容易开裂或者发生脆性破坏。

墙体砌筑方面，主要问题在于砌筑方法的不合理性。比如北方常用的乱毛石的铺浆砌法以及闽南地区运用最广的有垫片干砌甩浆法(见图3，图4)，有实验表明，以这些砌筑方法砌筑的墙体其抗震性能极差。

使用材料方面，部分地区的石结构房屋砌筑承重墙体采用乱毛石，使用这类材料作为承重墙材料，无法保证墙体的整体性，地震下墙体容易松散倒塌。还有一些地区石结构房屋的砌筑砂浆采用粘土甚至直接采用干砌法，无法保证石材与石材之间的粘结，整体性差。结构本身方面，有些石结构房屋的墙体横墙过长，抗平面外倒塌的能力较差。有些墙体则存在纵横墙连接处不可靠的问题(见图5，图6)。

还有部分地区的部分石结构建筑存在结构体系不合理、构件跨度过长或是悬挑过长以及附属构件不安全的问题。这些问题也都会给石结构房屋抗震带来安全隐患。

4 结语

自2008年汶川8.0级大地震起，我国近五年来自然灾害频发，其中尤以地震灾害为首。这五年间国内共发生了大大小小的地震二十余起，震级高于6.0级的地震不下10起，其中还有近期发生的云南景谷6.6级地震以及汶川、玉树、雅安等震级7.0级以上的地震多起。如此多的地震给国家和人民带来了巨大的生命和财产损失。石结构房屋作为农村地区常见的房屋类型之一，由于部分农村地区发展的相对落后，建造条件和技术的相对不成熟，往往导致地震来临时房屋成片倒塌，造成巨大的人员伤亡，所以对于农村地区既有石结构房屋的抗震加固已是迫在眉睫。

[1] 郭子雄，黄群贤，柴振岭，等.石结构房屋抗震防灾关键技术研究与展望[J].工程抗震与加固改造,2009,31(6):47-51.

[2] 刘 阳，郭子雄，杨 勇，等.闽南地区农村住宅安全性现状及防灾建议[J].华侨大学学报(自然科学版)，2007,28(1):63-67.

[3] 周 云.我国石结构房屋抗震性能研究进展[J].工程抗震与加固改造,2006,28(4):106-110.

[4] 谢珂珩.羌族建筑及其抗震性能分析[J].艺术与设计,2008(11):83-86.

Present situation investigation of rural stone masonry structures

Shi Jiaxin Li Pengcheng Peng Youkai

(BeijingUniversityofCivilEngineeringandArchitecture,BeijingHigherInstitution

EngineeringResearchCenterofCivilEngineeringStructureandRenewableMaterial,Beijing100044,China)

On basis of on-the-spot investigation and data collection， this paper summarizes the characteristics of distribution of the rural stone masonry structures in China. At the same time, according to the characteristics of different types of stone masonry structures of various regions， to introduce every kind of stone structures in detail. Starting from the single components, points out the different existing problems of different stone masonry structures.

stone masonry structure, characteristics, aseismic, problems

2015-02-10

石家鑫(1990- )，男，在读硕士； 李鹏程(1990- )，男，在读硕士； 彭有开(1985- )，男，博士，讲师

1009-6825(2015)11-0029-02

TU363

A