农村住宅结构存在问题及解决方案
——以林州市东岗镇后郊村为例

2018-01-01 19:27:13付向红
安阳工学院学报 2018年2期
关键词:住户屋面墙体

付向红

(安阳工学院土木与建筑工程学院,河南安阳455000)

农村住宅结构存在问题及解决方案
——以林州市东岗镇后郊村为例

付向红

(安阳工学院土木与建筑工程学院,河南安阳455000)

农村住宅一般是在无正规设计和正规施工队伍的情况下,邻里互相帮忙修建的,基础宽度、楼板配筋等由经验和邻里互相借鉴确定。由于缺乏相关的设计知识,使新建房屋也存在着一些安全及使用上的问题。通过对林州市东岗镇后郊村部分住宅的基础、墙体、梁、楼板、屋面防水等进行调查,找出了存在的部分问题并提出解决方案,用于指导灾后重建的房屋,使其能满足安全、适用和耐久的要求。

农村住宅;结构;存在问题;解决方案

2016年,安阳地区遭受了特大洪灾,林州市东岗雨量站6小时降雨量423毫米,砚花水雨量站6小时降雨量372毫米,均超过百年一遇。这次特大洪灾使一些没有经过抗震防灾设计的农村住宅受灾严重。据调查,在这次洪灾中,林州市东岗镇有80%的农村住宅遭受不同程度的损坏,以屋顶漏雨和墙体开裂居多,还有些年久失修的老屋坍塌。

2016年底和2017年初,在外做工(建筑工)的农村务工劳力利用返乡过年的时机,对受灾房屋进行了重建或修建。政府对灾后重建也给予了不同额度的补贴,但在房屋的设计和施工中没有进行统一指导和管理。农村建房的建筑布局主要根据生活习惯和风俗而定,每家每户的布局基本一致。结构构件的截面尺寸和配筋主要根据经验和邻里之间的借鉴,施工主要是邻里之间互相帮忙,没有专职设计人员进行设计,没有正规施工队伍进行施工。那么,农民在自建房的过程中,存在哪些和结构安全相关的问题,新建和改建后的房屋能否抵御下一次的自然灾害?为此,大学生科技创新小组的成员对后郊村典型住户的基础、墙体、梁、楼板等构件进行了调研。通过调查研究,找出存在的问题,并提出解决方案指导农村建房,使农村住宅能达到安全、适用、经济、耐久的目的。

1 基础

1.1 现状调查

后郊村地处山区,石材丰富,原建老屋的基础和墙体均采用石砌,新建房屋的墙体采用了砖砌体,但基础还是就地取材,采用了石砌基础。调查发现,不论是一层还是两层,不论地基是岩石还是黏土,所采用的基础宽度均为500~600mm,基础埋深根据地基情况而定,如果地基为岩石,即从岩石上向上砌筑,如果黏土较深,则开挖深度一般为1.5米左右。

1.2 存在的问题

刚性基础主要是确定基础埋深和基础宽度。如果基础能直接砌筑在岩石上,不论埋深多少,宽度多少均没有问题。根据调查,目前地面出现裂缝的房屋主要是基础坐落在老土上;还有就是部分坐落在岩石上,部分坐落在老土上。

1.3 解决方案

当基础坐落在老土上时,要根据基础所承受的荷载和地基情况确定基础宽度。在没有进行地质勘探确定地基承载力的情况下,根据开挖后土质大致判定为黏土,地基承载力按120MPa估算,如果开间为4.5米,基础埋深为1.5米,层高为3米的话,经计算,建造一层,则基础宽度应为0.5米至0.6米即可,建造两层,则基础宽度应为1米至1.1米。从调查情况看,建造一层房屋采用的基础是没有问题的。但如果建造的是两层建筑,若仍采用0.5米宽的基础是不安全的,应该采用1米至1.1米宽的基础。

当基础部分坐落在岩石上,部分坐落在老土上时,要设置地圈梁调整地基的不均匀沉降。在调查的住户中,虽然也设置了地圈梁,但仅仅在坐落在土质的基础上设置了地圈梁,这样起不到调整不均匀沉降的作用,必须沿所有内外墙均设。

2 墙体

2.1 现状调查

新建房屋的内外墙体均240mm砖墙,老房屋采用的是500mm厚的石砌墙体。

2.2 存在问题

农村住宅一般是单层或2~3层,其开间一般也在4.0~5.0米左右。所以采用240mm砖墙或500mm厚石砌体,从竖向承载力的角度考虑是没有问题的。但从防灾防震的角度考虑,其整体性较差。

2.3 解决方案

建议在墙体四角和纵横墙交界处设置构造柱,在地坪处和层高处设置圈梁,形成软框架,增强墙体的整体性。有条件的住户可以在墙体内每隔500mm高设置墙体拉结筋增强墙体的抗剪能力。

3 梁

目前新建房屋的楼盖均采用现浇混凝土结构,是建房中投资较大的部分,存在的问题也较多。楼盖包括梁和板,农村住户一般都有挑檐,有的是挑梁,有的是挑板。

3.1 现状调查

梁的截面尺寸:根据房屋布局,梁长一般为4米至6米,挑出1米。梁高为300~400mm,梁跨中配筋2B20或3B20,梁上配筋为2B14,挑出部分是将跨中钢筋和梁上钢筋直接延伸出去。

3.2 存在问题

为了保证梁在使用阶段的挠度和裂缝宽度在设计规范范围内,需要梁具有一定的截面高度,梁的截面高度和梁的跨度有关。当梁长为4米至6米时,梁的高度应该为400~600mm。所以梁高均不满足设计要求。

通过计算配筋,梁长如果是6米,则跨中应该配置4B20钢筋,梁长为4.5米,则跨中配置2B20钢筋即可。悬挑1米配置2B14钢筋。和住户的实际配筋比较,有的住户存在安全隐患,有的住户则存在浪费的情况。对于悬挑梁,其上部受拉,上部应该配置较多的钢筋,但住户只是简单地将上部钢筋伸出来,虽然因为挑出较短,上部2B14的钢筋基本能满足承载力要求,但这是一个概念性的错误,下部较多的钢筋伸出来也造成浪费。

3.3 解决方案

虽然在梁的截面高度和配筋中存在一些问题,但从调查中没发现梁的挠度或裂缝宽度以及承载力出现较大问题的。所以对现存建筑,密切关注其受力状态,尤其是有洪灾震灾时,要引起足够重视。对今后建造的房屋,要按照设计要求进行施工。

4 楼板

4.1 现状调查

板厚:在调查的住户中,早期建造的房屋板厚有80mm和100mm的。近几年及新建的建筑不论开间进深多少,均采用板厚120mm,实际上在施工过程中,由于施工操作的不规范,往往板的厚度还要加大。

配筋:早期的板底配筋及梁上或墙上大部分采用A6@200或A8@200,由于缺乏设计知识,有的住户在梁上没有设置负筋。随着在外务工人员的经验积累和经济条件的改善以及房屋开间进深的加大,目前板内配筋少则A8@150多则A12@150。

4.2 存在问题

板分为单向板和双向板,农村的楼板均为双向板。板的厚度和板的短跨方向的长度有关,如果开间是4米,进深是6米的话,那么板厚取1∕40的开间,取100mm厚即可。农村人认为板越厚越好,但实际上板越厚,板的自重也越大。在满足板刚度要求的前提下,增加配筋率是提高承载力的有效措施。由于没有设计常识,在早期建造的一所住宅中,梁上没有配置负钢筋,导致拆模即裂。虽然现在板内配置的钢筋增加,但也存在着一些概念性的错误。比如从受力的角度分析,支座处也即梁和墙处的弯矩要比跨中弯矩大,也就是在梁上和墙上要配置比跨中要多的钢筋才合理。还有悬挑板的下部只需要配置构造钢筋或不配钢筋,但一些用户将跨中钢筋直接延伸出去,造成浪费。楼板建造中存在的另外一个问题就是农村的二楼主要是囤积粮食。在一层屋顶上建造了粮仓,那么在设计一层屋盖时要考虑这部分的荷载。

4.3 解决对策

根据建筑布局进行设计。板厚取100mm即可。按开间4米,进深6米的双向板计算,短向跨中配置B8@120,长向跨中配置B8@200,梁上或墙上(即支座处)配置B10@120,悬挑1米的板上部钢筋采用B10@120。其他尺寸的配筋可酌情减少。梁上负筋的长度要足够,一般取1米以上,或者将上部钢筋拉通。

5 屋面防水

5.1 现状调查

屋面普遍存在的问题是开裂。除了部分是由于结构设计原因(比如梁上或墙上没有配置负筋或负筋挑出长度不足)造成的裂缝外,大部分的屋顶裂缝是温度缝。为了晾晒粮食,农村的屋面一般是现浇混凝土磨光,并没有做任何防水处理,所以出现裂缝是必然的。出现裂缝后的处理方式一种是在裂缝处浇上防水剂,这种方式主要是当裂缝宽度较小时或者裂缝不再扩展时比较有效。当大面积漏雨时(主要是30年以上的老房),部分住户采用了在原来的屋面上浇筑一层40mm厚的细石混凝土,但因为没有采取有效的防裂措施,仍然会出现裂缝。还有些住户没有处理好女儿墙的泛水致使水顺着内墙流。农村人认为只要做的是现浇混凝土就应该不漏,而且认为混凝土厚度越厚越不容易开裂,实际上楼板厚度越厚,由于热胀冷缩导致的混凝土中的热量越不容易散发出来,混凝土越容易开裂。所以要对屋面开裂引起重视,在做屋面时应该采取必要的防裂措施。

5.2 解决方案

刚性屋面的防水措施是设置分格缝和配置钢筋网片,分格缝间距约为6米或者按照一间一设,分格缝的宽度10~25mm,缝内灌沥青类密封材料或聚氨酯等高分子密封材料。钢筋网片为Φ4~6间距100~200mm。

在不设分格缝的情况下,将屋面板上部钢筋配置成双层双向且采用较细的钢筋能有效防止裂缝的开展。浇筑混凝土时适当减小水灰比(即适当多加水泥)能加强混凝土的密实性。

6 其他问题

材料方面:农村建房所采用的材料大部分不符合国家标准,比如钢筋的直径和强度,都没有出厂合格证明;袋装水泥的重量不足。

施工问题:施工时混凝土配比根据经验进行配制,上料比较随意。楼板钢筋绑扎位置不能保证,比如混凝土保护层厚度和上部钢筋的位置等,尤其是梁上位置处的负钢筋位置,如果不能保证,则容易出现结构裂缝和安全隐患。

荷载:在进行梁板配筋计算时,要将荷载考虑周全且要留有一定余地。比如楼板厚度,如果是危房修缮,没有将原来的屋面拆除,也就是在原来的老屋面上面再浇筑混凝土,因为原来的屋面变形,导致不平整,使得局部混凝土厚度达200mm厚。当一层楼面上设粮仓或水箱时,要将粮仓或水箱的位置设在角部,且将粮仓及水箱的荷载考虑进去。

建造农村住宅是广大农民投资很大的一项工程,如果建成后不能满足使用要求(比如漏雨)或不能很好地防御自然灾害,将会影响农民的生活水平。所以在新农村建设时要对设计和施工引起重视。在没有专人设计和正规施工队伍的情况下,可以设计一些简单的能代表大部分户型的图纸并指导部分有一定施工经验的农村务工人员了解一些基本设计常识,这样在不增加太多造价的基础上,即可建造出满足使用要求的且能抗震防灾的安全、适用、耐久的住宅。

The Problems and Solutions in Rural Residential Structure——Taking Houjiao Village of Dong gang Town in Linzhou City as an Example

FUXianghong
(Anyang Institute of Technology School of Civil and Architectural Engineering,Anyang 455000,China)

Rural houses are usually built in the absence of formal design and formal construction teams,The basic width,the slab reinforcement and so on are based on the experience and the neighbors to learn from each other.Due to the lack of relevant design knowledge,there are some problems in safety and use of new houses.Through the foundation,wall,beam,floor,roof water proof,such as investigation,find out the existing part of the problem and put forward solutions,used to guide the reconstruction of houses,to meet the requirements of safety,suitable and durable.

rural residential;structure;existing problem;the solutions

郝安林)

TU37

A

1673-2928(2018)02-0073-03

D01:10.19329/j.cnki.1673-2928.2018.02.021

2017-07-22

付向红(1966-),女,安阳工学院教授,硕士,研究方向:混凝土结构设计原理、混凝土结构设计、高层建筑结构。

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