我国农村民居抗震工程综述

张丽彦 毕贤伟 于峰 于水清 谷颖军

[摘要]近年来，地震对农村民居的破坏不仅造成了巨大的经济损失，而且危害了农村居民的生命安全。汶川地震和云南鲁甸地震的教训让我们深刻认识到这一问题的重要性与紧迫性。分析了农居的抗震现状和抗震性能差的原因，给出提升农居抗震能力的对策及建议。研究结果有助于理解地震对农村民居的巨大危害，对今后新建农居抗震设防具有一定的借鉴意义。

[关键词]农村民居;抗震;抗震能力：地震

[中图分类号]P315.9[文献标识码]A

我国地处太平洋地震带和地中海-喜马拉雅地震带之间（见图1），是一个地震多发的国家，我国又是一个农业大国，绝大部分地区是农村，大部分人口是农民。《中国大陆地震灾害损失评估报告汇编》表明，我国超过80%的5级以上地震发生在农村，而农村地区常常忽略民居的抗震设防问题。大多数民居未经正规规划选址、设计、施工，基本上处于不设防的状态，所以农居的抗震性能非常差。

据统计在农村地区，一次5级左右的地震，就会造成一定的房屋倒塌和人员伤亡。在西部村镇，甚至一些4级的地震就会造成一定的人员伤亡和经济损失。一些重大的灾害更是对民居造成了巨大的损害，2003年7月21日云南大姚6.2级地震，倒塌民房9343间，共造成10亿多元的经济损失。2008年5月12日汶川8.0级地震直接造成107096万m2农村民房倒塌。2014年8月3日云南鲁甸6.5级地震，造成了7.98万间民房倒塌，12.4万间严重损坏，46.61万间一般损坏，108.84万人受灾。我国农居抗震可以说起点低，需求迫切。因此，提高我国农村地区的抗震设防，具有重大意义。

1 农居抗震性能现状

1.1 农居的主要类型

我国幅员辽阔，在不同地域不同时期农村民居的样式不同，但归纳起来主要有四种：窑洞、土木结构、砖木结构和砖混结构。

窑洞（见图2）主要分布于黄土高原的山西、陕西、河南、河北、内蒙古、甘肃以及宁夏等省份。目前仍在使用的窑洞多建于上世纪50年代。窑洞基础多为石砌，拱腿由原土和稻草夯实砌筑，拱顶土坯砌筑。地震力作用下，窑洞主要受力构件之间无可靠连接极易导致倒塌。

砖木结构（图3）竖向承重结构的墙、柱等采用砖或砌块砌筑，楼板、屋架等用木结构。土木结构的基础多为石砌，屋面系统为木屋架加泥浆瓦片的形式，大多数为墙抬梁的形式，无圈梁和构造柱等抗震措施;纵横墙交界处仅砖磋咬合砌筑，无构造措施，所以土木结构普遍抗震能力较差。调查表明砌筑砂浆强度偏低，且西北地区砂浆风华严重，强度不足以抵抗水平方向地震力。

土木结构也是是农村居民房屋普遍采用的一种结构形式，用竹条代替钢筋，粘土（有的还会加混稻草）代替混凝土加以夯实做成的房屋墙体，以木头为梁，以瓦或是干草为盖，主要承重结构为土坯墙或夯土墙。土木结构中檩条一般直接搁置在横墙上，且纵横墙之间没有抗震构造措施，房屋整体性差，不利于抗震。

近15年来，我国农村新建房屋多为砖混结构（图4），村镇自建的砖混结构为石砌条形基础，砖砌筑承重墙，少部分屋盖采用现浇的方式，屋盖整体性强，具有一定的抗震能力;有部分屋盖为混凝土预制板，预制板与墙体的搭接长度受墙厚限制，抗震能力相对较差。一般自建砖混结构仅设有地圈梁和一层圈梁，未设置圈梁和构造柱，整体性差。2012～2015年由政府投资建设了一批“抗震安居房”，按抗震设防要求设有地梁、圈梁和构造柱，屋盖为现浇钢筋混凝土，房屋的整体性好具有良好的抗震能力。

1.2 农居抗震性能差的主要原因

上述调查表明当前农村民居抗震性能普遍较差，产生这种现象的原因主要有以下几个方面。

1.2.1 建筑场地选择不恰当。农村民居不注重场地的选择，房屋选址未避开一些不利于防震减灾的地段，如水位较高的软弱土层、半挖半填的土坡、古河道、陡崖陡坡或者暗河旁、可能发生滑坡的地方等

1.2.2 建筑材料质量不合格。大部分农村地区经济落后，农民收入偏低，为节省开支，往往采用碎旧砖瓦构筑地基，导致基础松散不牢，強度低。地震时，常见由于基础先破坏而导致的墙体劈裂或倒塌。农村自建房屋时往往存在砂浆配比不当的情况，导致墙体抗剪强度不够，地震时会导致墙体破坏、房屋倒塌。另外，有的房屋新旧砖混和砌筑承重墙体，用作梁柱的木材质量较差，有时甚至是旧木材或者腐朽木材，这导致房屋整体性差，地震时可能造成农居失稳倒塌。

1.2.3 房屋结构布局不合理。农村一般根据当地习俗或个人爱好建房，从而导致工匠更加注重外立面的装饰布置，而不是结构的合理性。这种情况使得大部分民居平、立面布置不规则。如房屋立面过高、门窗洞口过大（图3），严重削弱墙体的强度，地震时墙体容易从窗口折断倾倒;进深过深，房间较多导致纵横墙布置不均匀，使得房屋平面刚心偏移;女儿墙过高或者多层房屋底层收进使得结构上下刚度和质量变化大，使得房屋抗震能力大大下降。

1.2.4 墙体和屋盖系统整体稳定性差。纵横墙交接处主要靠砖石咬合力搭接，无拉接措施，导致房屋的整体性较差。窗间墙较窄使得墙体强度降低，在地震作用下容易发生剪切破坏，进而造成结构的整体破坏。农居屋盖一般为大木梁、二梁和檩条、瓦片组成，有时也采用混凝土预制板，建造时直接将屋盖浮于墙上，屋盖与墙体无可靠连接，整体性差。地震时，轻则屋盖移位导致承重墙开裂，重则屋顶塌落，导致结构破坏人员伤亡。

施工水平低。农居多为农村工匠自行组织施工队建设，大多未接触专业培训，不懂结构受力方面的知识，施工水平参差不齐。通过对灾害现场的分析，受力构件之间以及内外墙之间缺少可靠的链接是造成房屋破坏的主要原因。同时，施工不严格导致的墙体歪斜，墙位不正，灰缝处理不当，都会在地震时造成不同程度的局部破坏。

2 农居抗震性能改进措施

2.1 建筑物布局

首先在地震设防烈度较高的地区，房屋不宜过高。一般平房的高度应在2.6～2.9m，以减轻房屋自重，降低重心。其次房屋平立面设计应简单适用，立面高度和进深不宜过大，房间布置应均匀，避免出现不规则形状。房屋装饰性部分如牌楼、挑檐、女儿墙，地震时常见破坏，建造时应适当考虑。烟道砌在墙里会破坏墙体的整体性，地震时容易造成墙体裂缝。最好砌在墙体外，修成附墙烟囱。开门窗洞口时需注意不宜过大，且窗间距应大于60cm。此外，房屋不宜把宅基地占满，否则容易在地震时出现“多米诺骨牌效应”应充分考虑房屋间距和道路设置，以便展开抗震救援工作。

2.2 屋顶系统的抗震措施

屋盖要轻巧，避免结构“头重脚轻”，使得地震力作用点靠近地面，避免地震力作用下房屋的倾覆。重屋顶对房屋抗震是非常不利的。加强屋顶和墙体的连接，屋面做成四面檀格出檐，会加强房屋整体想，但悬挑部分需控制在40cm之内。同时需保障屋顶整体性，避免地震时屋顶局部塌落，首先加强梁、檀条、格子间的连接，其次应在屋架间加剪力称，使得屋盖整体性加强。

2.3 墙体系统的抗震措施

首先要保障纵墙、横墙之间的连接强度，尤其是在地震烈度较高的地区。其次如果建造时不能同时砌筑縱横墙，就必须放坡留岔，但不要留马牙岔，因马牙岔在地震力作用下易被拉裂。当房屋立面较高、横墙布置较少时，需加圈梁，这是加强内外墙连接，提高墙体整体性的一种比较经济有效的方法。

保证墙体的施工质量，主要包括砖、土坯的砌筑，混凝土浇灌、养护质量，和各构件之间的连接可靠等。研究表明，提高灰浆强度会显著提高砖混砖木结构的抗震性能，同时应注意砌筑时砂浆或者灰浆要饱满，和砖块表面的清洁;对于大砖块，必须先浸水以免灰浆中的水分被砖吸收，使灰浆失去粘结能力。

3 结束语

中国是传统的农业大国，由于广大农村地区的传统习俗、经济条件、知识水平等多方面的原因导致大多农村民居抗震性能非常低。2008年汶川地震和2014年云南鲁甸地震深刻教训告诉我们，加强农村民居抗震设防的规范管理、提高农居抗震设计和施工水平，减轻地震对农村地区造成的经济损失，已刻不容缓。本文通过我国农村民居现状的调查，分析了农村民居的结抗震性能差的主要原因，并给出了相应的改进措施。有助于深入了解地震对农村民居、农民的巨大危害性，从而为统筹城乡发展、建设社会主义新农村提供科学依据。

当前正是我国社会经济发展的重要转型期，也是农村的快速发展期，随着2020年全面建成小康社会目标的实现伴之而来的必将是农村民房更新换代的高潮。应以此为契机，在国家层面上，加快推进农村安居工程，加强民居建设监管和抗震指导，逐层推进农村民居抗震设防规范化。在学术层面上，应鼓励抗震实用新技术研究与开发，满足不同地域不同类型农居的新建与修补。在农民层面上，防震减灾知识的普及、农居施工的培训等都会大大增强农民的抗震意识。

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