汶川大地震中羌族建筑的震害現象及抗震技術分析

貝 毅，彭 錦

四川建筑職業技術學院，四川成都 610081

羌族是我國歷史悠久的少數民族之一，其聚居地主要分布在四川省岷江上游的茂縣、汶川縣、黑水縣、松潘縣以及北川縣等地區，聚居人口達到十幾萬之多。經過幾千年人文歷史的洗禮，形成了獨特的建筑文化。汶川大地震后，羌族聚居區的羌族村寨建筑受到了一定程度的破壞。作為羌族物質文化遺產和非物質文化遺產的重要載體，羌族碉樓和碉房等建筑獨具特色。茂縣、汶川縣、松潘縣等羌族聚居地的碉樓建筑在地震中的受損程度除區域性差異外，其結構形式、建筑材料和施工方法等相關建筑技術皆與建筑的抗震性能有著密切關系[1]。

1 羌族建筑震害現象

通過對羌族聚居區的實地探訪，并結合國內相關學者的研究，在“5.12”汶川大地震中，羌族建筑普遍具有以下震害現象和特點[1]：

1）體量小的低層建筑的震害輕于體量大的高層建筑；

2）外立面采用了“魚脊背”的建筑震害輕于外墻呈平面的建筑；

3）使用純凈黃泥作為粘結材料的建筑震害輕于使用普通黃泥修建的建筑；

4）采用片石、塊石修砌的建筑震害輕于用卵石修砌的建筑；

5）墻體布筋的建筑震害輕于未布筋的建筑；

6）石砌老碉樓垮塌少于新建碉樓。

2 羌族建筑抗震技術分析

根據上述震害現象，震害較輕的羌族建筑其結構形式和布置、使用的建筑材料、建筑施工技術工藝等都獨具匠心，充分展示了數千年來生活在高山地區的羌族人民極高的建筑抗震智慧。

2.1 結構形式

羌族建筑特別是民居建筑多采用兩至三層的低層建筑，建筑平面多數為四邊形或六邊形，立面上從下至上逐漸收進。這樣的布置形式，其立面和平面的布置都相當規則和對稱。從現代結構設計的理論出發，羌族建筑的承載力、剛度、質量分布對稱均勻，可以有效減少地震發生時對建筑物產生的扭轉效應。四邊形或六邊形的合圍結構，形成了類似“筒體”的結構體系，整體的抗震性能得到了進一步的提高。而相對低矮的樓層和較小的體量也符合建筑抗震設計概念設計的要求，有利于抗震[2]。

另外，大部分的羌族碉樓建筑普遍在外立面上采用了“魚脊背”的獨特結構。這種碉樓的修筑方法是在碉樓外墻立面上修砌一條或兩條類似“魚脊”的凸狀背脊。從建筑力學相關理論角度看，“魚脊背”實際上是將本身單一平直的石砌墻體分割成了兩個受力部分。這兩部分相對獨立而又連接在一起的墻體在地震來臨時可以起到相互約束，共同受力和變形的作用，提高了碉樓墻體的整體工作性能和抗震性能。

2.2 砌筑材料

羌族建筑所用的建筑材料主要為經過特殊加工的石材和黃泥。石材作為羌族建筑砌筑常用的塊材分為塊石和卵石。傳統古羌族建筑所用的石材為硬度較高的青石。青石外形一般不規則并常有棱角。砌筑時，用鐵錘等工具將其敲成平整的片狀。而近代和現代修筑的一些新建羌族建筑多用卵石作為塊材且一般不經過加工。在對汶川地震震后的羌族建筑震害統計中發現，采用青石加工的片石、塊石修砌的建筑震害輕于用卵石修砌的建筑。

作為羌族建筑這種特別的砌體結構中另一種重要材料——黃泥，起著類似砂漿的粘合劑作用。傳統的羌族古建筑，砌筑所用的黃泥均取自佳山寨的黃泥巴坪[3]。該處的黃泥主要特點是相對比較純凈，粘結性好。經研究發現，砌筑塊材采用的青石片中含有硝基化合物。長期使用后，青石片中會析出硝酸鹽結晶，并與作為粘合劑的黃泥混合在一起，大大加強了青石片與黃泥的粘結作用，提高了墻體的抗壓、抗剪強度和抗震性能。聰明的羌族人民還想到了在墻體中“布筋”，即在墻身中特別是基礎和轉角處加設木板、樹皮、麻筋等材料?！安冀睢钡淖饔迷砼c現代砌體結構中在墻體內部加設拉結鋼筋的原理相似，可以加強墻體的整體性，有效防止和減緩墻體在地震作用下的開裂[4]。通過在震后對羌族建筑的調研發現，凡是采用青石片作為塊材、采用純凈黃泥作為粘合劑并在墻體中加筋的羌族建筑，震害均輕于新建的采用卵石作為塊材、采用含砂石雜質多的黃泥作為粘合劑且在墻體中不加筋的羌族建筑。

2.3 施工工藝

羌族建筑采用的砌筑工藝也極具特色。砌筑的相鄰每層青石片均采用錯縫搭接，避免同縫造成的應力集中，完全符合現代施工技術規范的要求。由于砌筑用青石片在加工后不規則的形狀，在砌筑時會留下不規則的縫隙，這時用小石塊填滿并擠入大量的純凈黃泥漿。最后，用錘子打壓密實，使之與片石粘結一體，使每層的石塊都在同一水平面上。

根據古羌族建筑修筑習俗，每砌筑一層墻體，就停工一年。這樣，已完工部分的墻體可以充分的粘結、沉降和固化。一年后，再繼續進行向上一層墻體的砌筑。在震后的調查亦發現，嚴格按照此古法修筑的羌族古建筑在震后震害極小，而大量震害嚴重的羌族建筑均為當代作為旅游區開發的、未按古法修筑時間執行施工工序的新建羌族建筑。

3 結論

汶川地震后，大部分羌族建筑特別是古建筑都有效抵抗了地震作用對其造成的破壞和影響，體現了“用材科學、整體布局、注重細節、確保質量”的建造原則。羌族人民創造了獨具民族特色且科學合理的抗震結構房屋，反映了古羌人的深邃的建筑智慧，值得我們繼續深入探究并在災后羌族建筑重建中發揚光大。

[1]徐學書.羌族傳統建筑抗震技術及其傳承研究[J].西南民族大學學報：人文社科版，2009(210)：12-13.

[2]雍承鑫.從汶川大地震看羌族碉樓的抗震性能[J].西南民族大學學報：自然科學版，2009(5)：1077-1079.

[3]謝珂珩.羌族建筑及其抗震性能分析[J].藝術與設計，2008(11)：83-85.

[4]季富政.中國羌族建筑[M].成都：西南交通大學出版社，2000.