我國村鎮(zhèn)房屋抗震設計分析與研究

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　我國地處世界兩大地震帶即環(huán)太平洋地震帶與歐亞地震帶之間，大部分地區(qū)為地震區(qū)，特別是對于一些偏遠的西部地區(qū)，在地震作用下房屋會破壞并造成巨大的人員傷亡和經(jīng)濟損失。為了提高房屋抵御地震作用的能力，我國制定了相應的抗震規(guī)范，確保了房屋在地震作用下的安全性。然而，由于我國農(nóng)村經(jīng)濟較為落后，當前村鎮(zhèn)房屋抗震設計仍然存在許多問題，汶川地震的震害就說明了這個問題。本文首先介紹我國抗震規(guī)范的發(fā)展及現(xiàn)狀，并重點從房屋的抗震概念設計，結構抗震計算和抗震構造措施三個方面對我國村鎮(zhèn)房屋抗震薄弱原因進行詳細分析；通過對村鎮(zhèn)房屋抗震薄弱原因的分析，從技術和管理兩個方面提出了相應的防御措施，以保證人民生命安全、減少經(jīng)濟損失，確保社會主義新農(nóng)村及和諧社會的順利建設。

　　1我國抗震規(guī)范的發(fā)展及現(xiàn)狀

　　我國是一個多地震國家，近四千年的地震文獻記載表明，我國絕大部分地區(qū)都發(fā)生過震級較大的破壞性地震，地震的發(fā)生不僅導致房屋、道路、橋梁等工程結構的倒塌破壞，而且造成慘重的人員傷亡。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市化進程加速，人口及物質(zhì)財富向城市進一步高度集中，地震所造成的震害災難將會更大。1974年我國批準發(fā)布了全國第一本建筑抗震設計規(guī)范——《工業(yè)與民用建筑抗震設計規(guī)范（試行）》TJ11-74（簡稱74規(guī)范）。1976年唐山發(fā)生7.8級地震致使24.2萬余人喪生，16.4萬余人重傷，直接經(jīng)濟損失達100億元人民幣，按當時的比價大約為50億美元。唐山大地震后隨即對74規(guī)范進行了修改，頒布了《工業(yè)與民用建筑抗震設計規(guī)范》TJ11-78（簡稱78規(guī)范）。此后各科研和設計單位開展了大量深入的抗震科研工作，分析總結了唐山地震的經(jīng)驗，積累了抗震設計的實踐經(jīng)驗，隨后對78規(guī)范進行了修訂，完成并發(fā)布了《建筑抗震設計規(guī)范》GBJ11-89（簡稱89規(guī)范），6度區(qū)的建筑工程正式納入抗震設防范圍，提出了“小震不壞，中震可修，大震不倒”的抗震設防目標。經(jīng)過抗震工作者的努力，工程結構抗震在理論、設計等方面都取得了巨大的進步，在2001年7月20日由建設部和國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局聯(lián)合發(fā)布了《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2001（簡稱2001規(guī)范）。在抗震規(guī)范的指導下，經(jīng)過抗震設計的房屋在遭遇地震力的作用下能夠達到“三水準的目標，即小震不壞，中震可修，大震不倒的要求”，從而大幅度減小了經(jīng)濟損失和人員傷亡。2008年5.12汶川大地震又一次造成了巨大的人員傷亡及經(jīng)濟損失，震后各科研部門組織人員對震害進行現(xiàn)場調(diào)研，隨后規(guī)范組根據(jù)調(diào)研的震害情況對《建筑抗震設計規(guī)范》進行了局部的修訂，進一步提高了結構的抗震性能。

　　抗震設計是根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》對地震區(qū)的工程結構按照工程抗震的要求進行專門的設計，包括抗震概念設計、結構抗震計算和抗震構造措施三個方面?？拐鸶拍钤O計是指基于震害經(jīng)驗建立的抗震基本設計原則和指導思想，包括工程結構總體布置和細部構造。結構抗震計算是分析地震作用，包括水平地震作用和豎向地震作用，計算分析結構整體及構件的地震效應，即地震作用下結構產(chǎn)生的內(nèi)力〈剪力，彎矩，扭矩，軸向力等〉和變形〈線位移，角位移等〉，再將地震效應與其它荷載進行組合，驗算結構及構件的強度與變形。抗震構造措施是指為提高工程結構的抗震性能而必須采取的細部構造措施。在抗震規(guī)范的指導下，我國城市建筑一般都進行了抗震設計，建筑物都具有較好的抗震性能，確保了人民生命安全并減小了經(jīng)濟損失。而對于廣大的農(nóng)村地區(qū)由于建房分散，缺少統(tǒng)一規(guī)劃以及缺少和農(nóng)村經(jīng)濟相適應的抗震規(guī)程指導，致使村鎮(zhèn)房屋大部分未經(jīng)抗震設計，抗震能力比較差，在地震作用下往往造成巨大的人員傷亡和經(jīng)濟損失。

　　2現(xiàn)今我國村鎮(zhèn)房屋抗震存在的問題

　　我國村鎮(zhèn)房屋很多并沒有按照《建筑抗震設計規(guī)范》的具體要求進行抗震設計，在抗震概念設計、結構抗震計算和抗震構造措施三個方面均存在問題，嚴重者存在毫未進行抗震設計，從而房屋的抗震能力極低，地震發(fā)生時出現(xiàn)房屋倒塌，人員傷亡慘重?，F(xiàn)從抗震概念設計，結構抗震計算和抗震構造措施三個方面分別分析具體存在的抗震問題。

　　2.1抗震概念設計

　　2.1.1場地選擇不當

　　許多山區(qū)及丘陵地區(qū)村鎮(zhèn)房屋建在山尖及地形變化劇烈的不利地方，由于地形對地震波的放大作用使地震作用加強。如2003年7月21日云南大姚地震中位于山尖及地形變化劇烈的地方房屋基本倒塌。

　　2.1.2結構布局不合理

　　村鎮(zhèn)房屋中相當一部分是由屋主根據(jù)主觀意愿自行設計，往往造成建筑平面布置不規(guī)則如“∟”型“、Π”型，再加上房屋本身沒有進行抗震設計，地震時受扭轉(zhuǎn)效應的不利影響，從而導致房屋容易發(fā)生破壞倒塌。

　　2.1.3結構體系有缺陷

　　村鎮(zhèn)房屋多為縱墻或橫墻承重，然而由于連接構造措施不當，不能有效的傳遞荷載。如木結構的門式和三角形屋架之間無斜撐，僅靠鉚榫和檁條連接不能形成剛接點，在地震作用下容易松動變?yōu)殂q接點，整個屋面系統(tǒng)成為一個幾何可變體系，從而在地震作用下容易發(fā)生傾斜或倒塌。又如山墻擱檁，即檁條直接擱在山墻上，而山墻一般較高，整體穩(wěn)定性差，地震時山墻容易內(nèi)閃倒塌，導致屋蓋塌落造成住戶被活埋死亡，人員傷亡慘重。

　　2.1.4非結構構件的連接構造措施不夠

　　大多數(shù)村鎮(zhèn)房屋有出屋面的煙囪、高門臉、女兒墻等局部突出部分，這些構件與結構主體沒有有效的拉接措施，加上地震作用的鞭梢效應，地震發(fā)生時易倒塌，從而砸傷人員。

　　2.1.5材料強度不能保證

　　村鎮(zhèn)房屋主要為土坯房屋、木結構房屋、石結構房屋、磚土混合承重房屋等砌體結構房屋，材料質(zhì)量和強度沒有保證。如磚土結構房屋中磚和土坯之間粘結強度低；木構件容易發(fā)生腐朽，且沒有任何的防腐措施，這些房屋在地震作用下容易由于強度不夠而發(fā)生破壞。

　　2.1.6施工質(zhì)量差

　　由于農(nóng)村經(jīng)濟原因，施工人員多數(shù)為當?shù)氐耐两常狈夹g知識，不能保證質(zhì)量，從而不利于結構的安全性。如磚砌體結構的交叉處未同步砌筑，不配置拉接筋。先澆構造柱再砌筑磚塊，從而影響結構的整體協(xié)同工作能力。又如砌墻過程中多采用“帶刀灰”，砂漿只涂在磚邊沿，未填飽滿，有的墻面砌筑很不平整，形成鼓包墻。

　　2.2結構抗震計算

　　對于土坯墻體和磚土墻體混合承重結構，木結構，石墻結構等砌體房屋，GB50011-2001《建筑抗震設計規(guī)范》（2008版）并未要求進行抗震計算，僅通過高度、層數(shù)等尺寸限制和一些做法以確保房屋抗震能力。對多層砌體結構，規(guī)范有明確的抗震計算要求，然而有部分多層砌體未進行抗震計算，僅憑經(jīng)驗施工，認為只要加大構造柱、圈梁便可保證結構有足夠的安全度，從而使房屋抗震能力得不到保證。

　　2.3抗震構造措施

　　許多房屋未設構造柱和圈梁，從而降低房屋的整體性和剛度。門窗洞口處沒有設置過梁，在地震力作用下極易發(fā)生破壞。

　　3提高農(nóng)村建筑抗震性能的措施

　　地震作用具有不可預測性和巨大的破壞性，加之我國農(nóng)村人口眾多，由于經(jīng)濟等原因村鎮(zhèn)房屋抗震能力極低，一旦地震發(fā)生會造成巨大的人員傷亡和經(jīng)濟損失，在新時期全面建設社會主義新農(nóng)村，保障人民生命和財產(chǎn)安全刻不容緩，村鎮(zhèn)建筑需采取相應的對策和措施。

　　3.1技術措施

　　3.1.1注重抗震概念設計

　　（1）慎重選擇建筑場地

　　場地是建筑物的基礎，一個好的場地可以緩解地震波的沖擊。不要在孤立的山崗，山脊上建房。避開不穩(wěn)定的斜坡，陡崖，陡坎及活動的地質(zhì)斷層，應選在地勢開闊平坦，土質(zhì)硬實的地方建房。如確需在軟弱，松散半挖半填的不均勻地基上建房，應采取相應的措施，加強基礎的整體性和剛度。

　?。?）選擇合理的結構體型

　　震害表明體型規(guī)則，地震作用傳遞路線簡捷的工程結構，在地震中破壞較輕，所以工程結構的平面布置應盡量簡單規(guī)則，豎向應該保持均勻與連續(xù)，且工程結構的剛度中心與質(zhì)量中心應盡可能接近。對無法滿足的復雜體系可設抗震縫，形成多個較規(guī)則的抗側力結構單元。