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农村民居抗震工程研究

摘要:我国地震灾害的发生在世界上的排名相对靠前,属于地震多发的国家,而且我国是农业大国,农村地区占比较大。从有关地震灾害损失调查报告中发现,发生地震灾害时,对农村民居的破坏较大,这主要是因为农村民居的建设缺乏抗震设防,从而造成较大的经济损失和人员伤亡。因此,农村民居的抗震工程建设需要得到重视,通过对农村民居建设合理的改进,提高民居的抗震性能。

关键词:农村民居;地震灾害;抗震工程

地震灾害的发生对我国的建筑损毁性较大,造成巨大的经济损失和人员伤亡,尤其是对于农村民居,在建设时缺乏抗震设防,一旦发生地震灾害,农村民居很容易会发生坍塌,危害农民的生命安全,给农民带来巨大的财产损失。因此,需要加强对农村民居抗震工程的研究,提高农村民居的抗震能力。

1地震对农居的危害

发生地震灾害时,房屋建筑受到的破坏是很大的,房屋损坏会影响居民的日常生活,而且会造成大量的财产损失和人员伤亡。地震灾害发生之后,灾后重建需要花费较长的时间,对居民的生活以及心理健康都会产生较大的影响。不同级别的地震灾害,对农村房屋的危害程度也是不同的,由于农村生活环境以及居民对抗震意识的不足,房屋建筑在抗震设防方面还存在一定的不足,不管是从材料使用上,还是建筑结构设计等方面,都缺乏抗震设防建设。

2以砖混结构为例的震害分析

目前在农村地区,民居建设大都是采用砖混结构,建筑层数在3层以内,平屋顶和楼板多使用现浇方式,坡屋顶使用木屋架硬山搁檩,新居建设大都设置了圈梁和构造柱,旧居往往没有这些抗震构造措施。砖混结构的民居一般刚度大、自振周期较短,在地震灾害发生时,受到的作用力大,如果缺少构造措施、墙体截面积不足,就会容易受到较大的破坏。

2.1地基失效震害

这种震害的主要形成原因有,民居的建设是处在液化土层或者是软弱土层,发生地震时容易晃动,建筑地基的某一方向的压力突然急剧增加,而相对方向上的压力减小,这样地基就会发生不均匀沉降,如果情况不严重,会出现地裂,而严重的情况下,建筑基础就会发生坍塌或断裂。另外,民居的建设地址选择不合理,在容易发生山体滑坡的危险区域建设房屋,由于地震灾害引发的一系列地质灾害就会对民居产生较大的破坏。

2.2墙体震害

一般发生墙体震害主要是墙体的连接部位和剪切部位被破坏。房屋没有采取抗震措施,在发生地震灾害时,受重力作用和水平地震作用力下,墙体内部产生剪应力,在大于砌体的强度后就会发生剪切破坏,出现45°倾斜裂缝,受水平地震力的往复作用,倾斜裂缝会形成交叉型裂缝,在地震作用力下,墙体会发生错位、滑移等,直到倒塌。墙体连接部位被破坏主要是受地震作用力的影响,连接部位的两侧构件刚度差异,使变形出现不一致,出现裂缝,严重的导致倒塌。另外,对于坡屋顶的民居,山墙上部在地震作用力下容易产生水平裂缝,主要是木屋架的侧向刚度小,而延性好,侧向位移较大,发生地震灾害时,山墙需要承担惯性力,山墙的重心较高,而与檩条之间没有连接设置,在地震下山墙失去稳定性,容易向外发生塌落。

2.3屋面及附属结构震害

在发生地震灾害时,屋盖和楼板是水平地震力的主要传递构件,因此其水平刚度会对房屋的抗震性有较大的影响。平屋面和楼板通常是使用现浇方式或者是预制板,而坡屋面大多数使用木屋架硬山搁檩方式,预制板的整体性不好,所以容易出现贯通性的裂缝,搭接处产生滑移,脱离墙体后就容易发生楼板坠落。附属结构震害主要是由于房屋没有进行抗震构造措施建设,在发生地震时容易掉落。

3农村民居抗震性差的原因

从民居发生的震害情况对抗震性差的原因进行分析,首先,农村民居建设在场地规划上缺乏合理的选择,建设房屋没有避开易发地质灾害的区段,地基选择可能遇到软弱土层、容易发生滑坡的地方。另外,房屋建设的材料质量不合格,农村的经济发展水平相对来讲较为滞后,在房屋建设方面,往往为了节约成本而使用部分旧居的砖瓦构件、旧木材或者新旧砖混合使用等,而且房屋建设基本上是以自建为主,砂浆的配比可能控制不好,使墙体的抗剪强度不足,在发生地震灾害时容易发生断裂、倒塌。再者,房屋建设的布局不科学,农村的民居建设没有严格的统一规范,在建设时往往根据自己想要的布局进行,使得有些房屋立面布置出现不规则状态,墙体的强度不足,因而使其抗震性较差。关于房屋屋顶和墙体结构建设的整体性较差,纵、横墙交界连接时,连接处理的强度不足,发生地震灾害时,容易发生剪力破坏,使其发生坍塌。最后,房屋施工建设的水平较低,农村民居的建设基本上是由自建的施工队进行施工,对房屋抗震性方面的专业知识掌握不足。

4农村民居抗震工程建设

4.1对农居抗震设防的地基选址进行合理的确定

从地震对农村民居震害发生的原因中可以得知,农居抗震设防的不足重要的原因就是地基选址不合理,因此,在农居抗震工程建设中,需要对地基选址进行合理的确定。首先,农居的建设要选择在平坦开阔的地势上,土质要坚硬,要绕开不稳定坡体、河流岸边等地。另外,如果遇到软弱地基,需要使用合理的方法进行处理,加强地基土质的承载力和强度,可以使用强夯法、置换法等。再者,地基基础的建设需要结合房屋选址周围的场地条件,所使用的材料等级或强度需要达到抗震设防的实际要求。

4.2合理地选择房屋建筑材料

农村房屋的抗震建设,需要注意对建筑材料的合理选择。在这方面,可以借鉴国外的先进经验。日本属于地震多发的国家,但是很少会出现大面积房屋倒塌的情况,这说明在房屋抗震建设方面,日本的工艺技术以及材料选择有很多值得学习借鉴的地方。日本基本上没有砖房子,都是使用轻型的墙面材料替代,辅助钢筋混凝土结构,这种材料具有很好的抗震性。另外,抗震材料的选择需要遵循耐震、制震、免震的原则。目前应用比较广泛且抗震性较好的是钢筋混凝土材料,通过在混凝土中加入钢板、钢筋网等,通过材料的组合改善混凝土的力学性质,使其在房屋建设中具有良好的抗震性。

4.3对建筑结构进行合理布局

根据地震设防程度的不同,房屋建设的高度也要进行适度的控制,如果是在地震易发区,房屋的高度通常设置在2.6—2.9m,使房屋的自重能够减轻,重心下降。关于房屋平立面的设计要以适用简便为原则,立面的高度也要进行适当的控制,在房间的格局布置上要尽可能的均匀化,防止出现形状不规则的情况。对于房屋的装饰性构件,像挑檐、牌楼以及女儿墙等,在发生地震时容易被破坏,在进行民居建设时,需要根据实际情况添加。在墙内部砌烟道容易使其整体性受到影响,发生地震灾害就会使墙体出现裂缝,所以砌烟道最好选择在墙体外侧,修建附墙烟道。房屋门窗的洞口大小要适宜,而且窗与窗之间的距离应该保持在0.6m以上。另外,房屋的建设最好是留出一定的宅基地,防止地震灾害发生时出现连锁反应,房屋间距、道路设置等都要在进行民居建设时进行综合的考量,一方面使民居的抗震性得到有效的提升,另一方面也要为抗震救援提供便利。

4.4对屋顶结构采取抗震措施

屋顶的建设,需要考虑其自重,屋盖要尽量轻便,防止民居结构出现头重脚轻的现象,房屋的重心下降,在发生地震灾害时,地震作用力就会相对靠近地面,这样房屋倒塌的可能性就会降低,或者房屋遭受的破坏程度较小。另外,屋顶和墙体之间的连接需要做进一步加强,屋面可以做成四面檀格出檐,使房屋的整体性得到增强,不过需要注意的是,悬挑的部分需要控制一定的间距,大概在0.4m内,屋顶的整体性得到有效的保证,在地震发生时,可以防止出现局部屋顶坍塌,增强房屋的抗震稳定性。对于房屋檩条、梁以及格子之间的连接需要做强化处理,在屋架间需要增加剪力对称,增强民居的整体性。

4.5对墙体结构采取抗震措施

为了能够增强墙体结构的稳定性,关于纵、横墙之间的连接强度需要进行加强,在地震设防程度较高的地区,强度保障更为重要。在民居建设时,如果纵、横墙的砌筑不能同时进行,就需要放坡留槎,留槎的形式需要注意,可以采用马牙槎的形式,这种砌筑方法能够使砌体的整体稳定性更好,有助于抗震。如果房屋建设的横墙布局较少,而立面较高,就需要增加圈梁,使房屋内外墙之间的连接增强,提高墙体的整体性,使用这种方法是比较经济适用的。另外,在进行墙体施工建设时,需要对施工的质量进行有效的保证,比如混凝土浇灌、养护,砖、土坯的砌筑以及结构构件之间的连接等,都要保证建设的质量可靠。有关调查显示,灰浆强度如果够高,能够使砖混结构以及砖木结构的抗震性能得到较好的提升,在进行砌筑时,砂浆或灰浆都要确保其饱满程度,砖块表面需要进行清洁处理,对于较大的砖块,在进行砌筑使用前,需要先浸水进行充分吸收,然后再抹灰浆,这样能够保证灰浆的黏结能力。

5结语

总而言之,受多方面因素的影响,我国农村民居的抗震性能较差,从我国发生的地震灾害中得到教训,关于农村民居的抗震设防需要加以规范,对农村民居的抗震性能进行有效的增强,以此来降低地震灾害给农村带来的损失。在如今的社会环境下,我国正在加快新农村的建设,有关农村民居进行迭代更换已经是发展趋势,而农村民居的抗震工程可以以此为契机,在民居建设中加强抗震建设,使农村民居整体上的抗震性得到良好的提升。

参考文献:

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作者:李菡琳 单位:东明县地震监测中心

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