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阅读 795 次 咸阳农村建房抗震设防存在问题及应采取对策探讨

摘要:分析咸阳市农居所采用的主要结构体系,提出安全,牢固,抗震的农居建设应注意的问题。...

咸阳市农村建房抗震设防存在问题及应采取对策的探讨

石宁

咸阳市渭城区抗震办-咸阳712000

    随着改革开放的不断深入和国民经济的飞跃发展,农村和城郊结合地区农民兄弟盖了大量的自建房。这些自建房以多层砖混结构和一般框架结构为主,有的未经专业人员设计;有的虽经专业人员设计,但没有充分考虑我市地处7度抗震设防区的实际情况,缺乏必要的抗震计算和抗震构造措施;还有的设计虽然规范,但由于施工人员素质不高,施工时忽略抗震构造或抗震构造不符合规范。同时,自建房多为私人承建,许多承建人往往凭着干过多年的建筑工或曾在正规的建筑工地参建过几幢房屋的经验去承包建房。而这些承建人大多不具备合格的施工员资质,对建筑物的抗震构造不熟或知之甚少,缺乏必要的力学、钢筋混凝土结构、建筑构造等专业知识,在安全方面,特别是在抗震性能方面依然存在很大的隐患。

    同时,许多农村房屋在建设过程中片面最求舒适、新颖、为了节省材料而忽视了抗震加固,使得房屋的抗震性能力极差。当前我市在农村民居建设方面,农村民居的抗震设防管理方面,还存在一些薄弱环节。农村民居的设计、抗震施工等,不能达到很规范化、制度化。这些问题的存在影响和制约着农村民居抗震性能的提高,一旦遭遇地震,容易造成人员伤亡和财产损失。所以,搞好农村民居的抗震设防,建造一个安全的家园,是我们面临的一项长期的、十分艰巨的任务。

    从我省建筑的抗震设防来看,西安市区以及临潼区、蓝田、高陵的部分地域,渭南华县、华阴以及大荔、潼关的部分地域属8度地震设防,关中大部分地区是7度设防,陕北、陕南多为6度设防。由于我省地处鄂尔多斯地块南缘,著名的南北地震带通过我省西部,关中地区地处著名的汾渭地震带,地震构造十分复杂。我们咸阳的渭河断裂带近东西走向,形成于前震旦纪,第四纪以来仍有明显活动,历史上该断层发生过中强地震,活动性东强西弱,在2008年汶川地震之后,二○○八年八月十一日陕西省咸阳市人民政府咸政发〔200855号文第十一条将中心城市规划区新建、改建、扩建工程提高至抗震设防烈度8(地震加速度值0.20g)来设防,进行抗震设计,其余可按国家标准《建筑抗震设计规范》7(地震加速度值0.15g)来设防。

    就建筑本身而言,如果各方面都达标是很安全的。但某些村民在建造过程中为了节省材料而建了不合格的房屋,另外,即使是合格的房屋,如果用户在装修期间,随意拆改房屋的承重墙、梁、柱,或者在住宅楼房外檐墙体上拆改、增设门窗等行为,都会造成很大的房屋安全隐患。还有,如农民建的时候,按照自己的自愿,比较随意,随意性太大,习惯于盖得高、盖得大,习惯于把一些建房资金用到外墙的装饰上,往往容易忽视房屋的抗震性能。这样投入大量的资金,但是盖出来的房子安全性差。所以说,现在建房的观念要转变,要把有限的资金放在刀刃上。

    我市目前农村建房所采用的主要结构体系有以下三种:

    A、砖混结构:砖混结构住宅中的“砖”,指的是一种统一尺寸的建筑材料。也有其它尺寸的异型粘土砖,如空心砖等。“混”指的是由钢筋、水泥、砂石、水按一定比例配制的钢筋混凝土配件,包括楼板、过粱、楼梯、阳台、挑檐,这些配件与砖作的承重墙相结合,可以称为砖混结构。由于抗震的要求,砖混住宅一般在56层以下。

    B、钢筋混凝土结构:是指房屋的主要承重结构如柱、梁、板、楼梯、屋盖用钢筋混凝土制作,墙用砖或其它材料填充。这种结构抗震性能好,整体性强,抗腐蚀耐火能力强,经久耐用,并且房间的开间、进深相对较大,空间分割较自由。目前,多、高层房屋多采用这种结构。其缺点是工艺比较复杂,建筑造价较高。其中在农居中应用较多的仅限于框架机构,框架结构指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱,再用预制的加气混凝土,膨胀珍珠岩、浮石、蛙石、陶粒等轻质板材隔墙分户装配而成的住宅。(谈一下与砖混的区别)

    C、砖木结构住宅:承重结构是砖墙木制构件,分隔方便,自重轻,工艺简单,材料单一,防火防腐能力差耐用年限短,在农村及城市旧区普遍存在。

    那么安全、牢固、抗震的农居该怎么建?

    首先是场地的选择,要恰当,地基做牢才可能不倒。最好选择地势平坦、开阔、土层密实、均匀稳定的有利地段、不宜在软弱土层、可液化砂层、河岸、古河道、陡坡、松软场地建房;不应在可能发生滑坡、塌崩、地裂、泥石流及有活动断层的危险地段建房。选择建设场地要避开山坡、容易产生滑坡的地方、水塘岸边、河流湖泊岸边,再一个就是原来是古河道,地震的时候容易出现沙土液化。另外还需要特别指出的是回填土的地方,这个地方原来是个坑,老百姓把它填平了以后,然后在上面盖房子,容易产生地基沉降不均匀,就容易导致房子开裂,房子不能住,要选择稳定的场地。

    第二个问题就是规划,要合理地规划。所谓合理的规划就是说真要发生地震的话,我们应该有躲避地震的地方。我们设防的标准是什么呢?小地震情况下它不坏;中等地震房屋可以坏,但可以修理,修好了以后还可以继续使用;但是大地震,很大的地震遭遇了以后,这个房屋要求它不要倒塌,这样至少保证人的生命安全,这是我们农村房屋设计的标准,也是我们国家目前的经济状况所能达到的一个设计标准-小震不坏,中震可修,大震不倒。这个合理的规划应该去找专门的建筑设计部门,因为这里包含着房屋的勘测规划的各个方面,比如说给排水,农村建房里面一系列问题都包含了。最好是找有资质的设计单位。根据各个地区基本裂度不一样,设计房屋的抗震裂度也不一样,这样就保证人的生命安全。

    再往下讲就是要打牢基础,建好地基。如果地基和基础处理不好,房子就很容易出问题。根据各地的情况,有不同类型的基础,像砖基础、毛石基础、混凝条形基础等等,不管哪一种基础,都要按照规范的设计来进行处理。

    选好了稳定的场地,做好合理的规划,打好坚实的基础以后,下一个最重要的一个问题就是房屋的上部结构,就是主体结构要建得比较合适,建得合适它就牢靠。在2008年汶川地震中,比较突出的一个问题就是农村的一种房屋,底层是商店,上面是住宅,也就是所谓的底层框架抗震墙房屋,这种房屋底层要求建筑空间比较大,上面要求建筑空间有隔墙比较多的特点。这样有一个什么问题?就是头重脚轻!这种房屋在这次汶川地震,包括城市里面,倒塌的非常多!我们建造农村民居过程中,这个问题就比较突出。农民兄弟们盖房,应避免再采用这种鸡腿式结构,而且这种底部框架抗震墙房屋从设计规范来讲,有许多需要注意的问题,如底层板厚的问题、楼板开洞的问题、托墙梁的钢筋锚固构造问题、纵横墙的布置问题、上下刚度比的问题、基础的整体性问题等等,这些问题对于我们农民兄弟来说,还是很难把握的。

    下面我就结合目前农村建房的现状、建房习惯,然后结合抗震农居的建设要求,概括地说一下,后面再对一些需要注意的问题进行详细说明。

    现在建设农村民居,应当注意把握好这么几个问题:第一,一定要加地圈梁;第二,一定要做好构造柱;第三,认真做好拉结筋、上圈梁。这几个构造措施一定要落实。另外就是房屋的结构要科学合理,比方说进深不要太大,高度不要太高,门窗洞开窗尺寸不要太大,屋顶不要太重。如果屋顶过重,一旦遭遇地震,房屋容易发生扭转,一扭转,房屋必然倒塌。我给大家具体解释一下,首先地圈梁非常重要。地圈梁的作用,一个是防止房屋不均匀沉降,防止墙体开裂;第二个就是,地圈梁就相当于房屋的底,地震的时候,房屋最底下的盒子底散不掉,房屋上面的主体结构也就不会有问题。如果这个底散掉,上面建得再好也白搭。第二,构造柱。什么是构造柱呢?大家能看到,有的地方建房的时候,首先是把墙砌起来,拐角这个地方放了几根钢筋,再把模板靠上去,然后浇灌混凝土。浇灌好的这个柱子是作为墙体的一个部分,作为墙体的一个抗震措施,我们就叫构造柱。实际上,它不只是构造,而是墙体上的一个拉结措施,这个措施是非常重要的。农村房屋一般有一层到两层,一般房屋的四个拐角处、楼梯间的四个拐角、纵横墙交接处等,要求设构造柱。另外,根据各地裂度不一样,比如有六度地区、七度地区、八度地区和九度地区,设防裂度不一样,它构造柱设计的密度要求不一样,这些都有很具体的规定,后面我会给大家具体讲解。第三个措施就是圈梁,圈梁就是在每一层的楼板下面做一道梁,就相当于房屋的一个箍一样,把它箍起来,从而提高房屋的整体性。圈梁要在每一层的楼板下面设,顶层的上面我们也要设,而且顶层上面还要适当加强一下。那么从底往上说的话,地圈梁-楼层圈梁-楼盖圈梁,三层圈梁,中间加构造柱,大震不倒就靠这些措施来保证。第四个措施就是拉结筋。这个拉结筋其实是我们构造柱当中的一个做法,柱子和墙尽管用混凝土浇到一块,但是砖和混凝土毕竟是两种材料,是有差别的,而且这个地方连接不牢靠,要求它们在地震作用下一起工作。我们一般的情况下,在柱子当中,把钢筋一端锚固在构造柱里面,另一端保证一定长度在墙的灰缝里面,放在墙里面的长度不小于一米,然后砌筑时沿着构造柱高度的方向布置,每隔50公分放一层,一层一般是两根直径6个的钢筋。这样从底往上,把墙和柱子结合在一块,使它们连接得更紧密。遇到大地震的时候,墙就不会倒,不会伤人。另外还有一点要注意,现在盖楼不要再使用预制板,尽量用现浇楼板,就是说用钢筋绑扎好以后现浇混凝土,混凝土整体浇灌出来的可以提高整个房屋的整体性,后面我会对采用预制板要注意的几方面的构造措施做以解答。

    还有几个问题值得注意:第一就是房屋高度,因为我们农村建房屋有个习惯,想把房子建得非常高。但是我们在规范当中要求,砖混结构每一层的层高不要超过三米六,这点非常重要。第二就是屋顶,女儿墙的问题。尽量不要建女儿墙,女儿墙高了以后,遇到地震,一晃动容易掉下来伤人。再一个就是烟囱,烟囱一定要建造的和主体连接好,连接结实。第三就是我们建房所选用的材料。比方说钢筋,一定要选用大厂的钢筋,选用正规厂家的钢筋,而且每一批钢筋一定要检验,如果钢筋的含炭量高了以后,它发脆,如果做牛腿的话很容易断,阳台就容易掉下来。另外,沙子的含土量、含泥量都要按施工规范控制,至少要讲究一些,它直接关系到钢筋混凝土的质量。

    上面谈到的抗震措施,主要是以钢筋为主要的建筑材料来建造圈梁、构造柱的这些措施,加上这些措施的建造费用和我们用在装修上的费用相比的话,是很少很少的,大概不超过房屋造价的10%。10%的效果就能保你的生命平安。对于目前已经有的农居,如果想按照以上说的设防标准去加固的话,采取加固措施花的钱比首次建房时投在防震措施上的钱肯定要高。第一次建房花一块钱用在抗震方面上面,如果加固的话,这个可能就要花五块钱才能达到原来建的时候一块钱的效果,就是一比五的关系。如果加固的费用超过原来建房总费用的三分之一,这样再加固就太不合适了,即使现在这个房子达不到抗震要求,我建议农民朋友也不要用抗震措施进行加固了,可能的话还是拆除重建较好。

    下面我对前面提到的影响房屋抗震能力的几个因素从规范的角度做一简要说明,那么影响房屋抗震能力的大小也从大到小。目前我们农村住宅应遵循的设计和施工规范为JGJ 161-2008 ()村建筑抗震技术规程和GB50011-2010建筑抗震设计规范:

    体型,结构体系与布置,房屋高宽比,房屋高度,层数,层高,地基处理,构造柱,圈梁,拉接钢筋,大跨度梁应符合的要求,门窗洞口,挑梁,挑檐,女儿墙,后砌墙的拉结,楼梯间及门窗过梁,施工注意事项。

在上覆土层自重应力作用下,或者在自重应力和附加应力共同作用下,因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性土,属于特殊土。有些杂填土也具有湿陷性。广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区的黄土多具湿陷性。湿陷性黄土是一种特殊性质的土,其土质较均匀、结构疏松、孔隙发育。在未受水浸湿时,一般强度较高,压缩性较小。当在一定压力下受水浸湿,土结构会迅速破坏,产生较大附加下沉,强度迅速降低。故在湿陷性黄土场地上进行建设,应根据建筑物的重要性、地基受水浸湿可能性的大小和在使用期间对不均匀沉降限制的严格程度,采取以地基处理为主的综合措施,防止地基湿陷对建筑产生危害。湿陷性黄土地基处理的目的主要是通过消除黄土的湿陷性,提高地基的承载力。常用的地基处理方法有:土或灰土垫层、土桩或灰土桩、强夯法、重锤夯实法、桩基础、预浸水法等。首先杂填土是不能作为基础的持力层,必须清除至老土层,再根据上部结构的层数、房屋用水量的多少采取换素(灰)土或者灰土挤密桩处理并消除湿陷性,另外尤其应该注意生活用水应及时排除,防止地表水渗入基础,因湿陷产生不均匀沉降。

    (一)构造柱存在的常见问题

    1、房屋未设构造柱或构造柱设置的位置不当,该设的地方未设。

  2、房屋转角处构造柱的纵筋未加大。

  3、构造柱纵筋与圈梁,特别是在屋面圈梁内的锚固长度不够。

  4、构造柱在楼、屋面上下端处箍筋未加密。

  5、构造柱与砖墙间未设马牙槎,直上直下。

  6、构造柱与砖墙间拉接筋的相互锚固长度不足或间距不当。

  (二)圈梁存在的主要问题

    1、纵向钢筋在转角处和丁字接头处的锚固长度不足。

    2、在转角和丁字接头处未设附加钢筋。

    3、在楼梯间圈梁被外窗洞口断开处未与窗过梁连成整体或未按规定加长窗过梁。

    4、现浇板、预制板及屋盖应符合的要求

    由于砌体结构相对钢筋混凝土结构造价更低廉,在广大的中国内陆地区,由土、木、砖等建筑原料堆砌而成、抗震性较差的房屋结构,仍然是农民自建房或者小镇主要民居的首选。在砖混砌体结构房屋中,通常会采用预置空心板作为楼板或者屋顶。工程师们在汶川地震后也发现,城镇上一些民用的砌体结构房屋,也没有按照技术规范加固。比如平武县平通中学,三层砌体教学楼完全倒塌,预制板和预制板之间没有任何链接。预制板中的钢筋,是借鉴苏联经验,一般要求预制板中的钢筋应该扭结起来。工程师们发现,震区有的预制板甚至没有钢筋,而有的房屋,虽然预制板有钢筋,仍然图省事不连接。建议农民兄弟们不要再采用这种“棺材盖”,因为往往拉结措施不到位反而造成极大的人员伤亡,那要怎么做才能避免这些问题呢?

    5、挑梁、挑檐

    首先应当注意的是钢筋位置问题,雨篷和挑梁是常见的悬挑构件,其受力模式为上部受拉力,所以受力钢筋必须放置在顶部。其底部模板支撑须在砼强度达到100%才能拆除。施工最常见的错误就是把受力钢筋放置在底部,在模板拆除后导致梁板顶部出现裂缝,严重的出现倒塌。

    6、女儿墙

    砖砌女儿墙应设置现浇混凝土压顶,并应当每隔4M设置女儿墙构造柱且应与现浇压顶及圈梁可靠拉结。

我想能够将以上问题按规范做好一定能做出具有优秀抗震能力的民宅。而盖成一个具有足够抗震能力的民居要注意很多细节问题,而这些细节问题由于建房业主和施工人员缺乏必要的抗震构造知识,再加上没有经过专业的培训和系统的学习,往往很难落实到位。应该把我们的农村民居建设,尽快地纳入规范化管理。比如说有正规的设计单位,有正规的施工单位,有正规的质量检测或者材料检测单位,来进行农村民居建设的指导。那么这就带来了经费的问题,实际上,从20068月初开始,省建设厅先后向社会公布了二批《陕西省新农村住宅设计图集》。去年,又从全省42家设计单位和部门征集住宅设计方案167套,通过村民参与,专家评审,从中选出42套优秀设计方案,汇编完成了第二批《陕西省新农村住宅设计图集》。图集直观地再现了关中、陕南、陕北不同地域建筑风格,实用性和观赏性兼具,这些设计方案,庭院布局紧凑、功能区分合理、空间利用充分、造型新颖别致、造价经济适用,能够基本满足形式的多样性、结构的科学性、功能的合理性、居住的舒适性、建筑的安全性等方面的要求。贯穿了节能、节地、节材、节水和环保的新理念,在满足通风、采光、保暖、消防、安全要求的同时,更重要的是具有较强的抗震防灾的能力,而且提供免费下载,对于自己盖房的农民朋友建议直接选用或者根据需求进行局部调整就可以盖出既安全又漂亮的住宅。

    那么,我们最后再归纳一下,建设房屋时,其结构布置要合理,一是房屋形体要整齐,并尽可能简单;二是墙体布置要合理,房屋开间不宜过大,多设横墙,优先采用横墙承重体系;三是承重墙尽量少开洞,多层砖房的高宽比不宜过大;四是房屋不要建得太高,减低房屋重心,屋顶要轻,尽量不做或少做那些既笨重  又不稳定的装饰性附属物,如高大的女儿墙、高门脸等。

    抗震房屋的基本措施中,房屋设计跨度要小才最坚固。地基、柱子、墙体、梁、屋顶要联结成整体。楼下开间要多,楼上开间要小。门窗上要用过梁,不宜用砖平拱。可以总结成7句话:一是基础要放在密实土层;二是墙体转角处加构造柱;三是先砌墙后浇构造柱;四是构造柱加牙马槎;五是木骨架要联结牢固;七是要找经过抗震农居培训的工匠进行施工。

    最后给大家推荐几本图集,图集表示更加直观,也是针对我们农村自建房的,希望有助于大家对这部分内容的理解。

    08SG618-1农村民宅抗震构造详图(砖结构房屋)

    08SG618-2农村民宅抗震构造详图(木结构房屋)

    08SG618-3农村民宅抗震构造详图(生土结构房屋)

    08SG618-4农村民宅抗震构造详图(石结构房屋)

    陕西省农村住宅建设通用图集 08-1

 (本文来源:陕西省土木建筑学会   文径网络设计项目投资中心:雷丹 尹维维 编辑  刘真 文径 审核

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