低成本抗震技術在農村自建房中的運用與推廣

陳飛　龐芬

摘要：一直以來，農村都是地震災害的重災區，由于其住房結構抗震效果差，農民群眾缺乏房屋抗震意識，一旦發生地震會造成嚴重的后果。近些年發生的地震危害已經為我們敲響了警鐘，提高農村自建房抗震水平迫在眉睫。基于此，文章對農村自建房低成本抗震技術的運用與推廣進行了探討。

關鍵詞：農村自建房；低成本；抗震技術；地震災害；房屋建設 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU364 文章編號：1009-2374（2015）32-0114-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.32.061

我國作為一個地震頻發的國家，一旦出現地震，不僅會造成經濟上的損失，而且會給人們帶來失去親人的悲痛。為了抵御地震危害，保護居民的生命財產安全，需要提高房屋建設中對抗震技術的運用。當前，我國農村地區的房屋主要是自建的，其抗震效果差，需要深入研究農村自建房屋的抗震技術。

1 農村自建房抗震的重要性

當前，地震災害對我國農村自建房造成了嚴重的威脅。在農村地區8億居住人口中，大約有6.6億人口在地震動峰值加速度超過0.059的地震危險區居住。由于農村地區的經濟發展和社會發展相對落后，農民的減災、防災的意識較差，房屋設計不正規，房屋抗震效果差，對人民群眾的生命安全和財產安全造成了較大的威脅。一般6級左右的地震就會出現房屋倒塌、人員傷亡的情況。例如云南大姚出現6.2級地震造成傷亡人數62人，破壞了133萬間房屋，造成經濟損失4億元，而2008年的汶川地震因自建房屋倒塌造成的直接經濟損失為621億。此外，一旦農村地區產生了地震，還有可能會產生大量的返貧人口。現今，建設房屋仍然是農民一生中最重要的事情。統計調查，一個農村家庭房屋占據的財產比例會達到80%。但是，很少農民沒有考慮到房屋的抗震，沒有使用抗震技術，導致已建農村房屋在抗震設計方面薄弱，其花費一生積蓄建造的房屋，在地震災害面前多是不堪一擊的。為了推進我國小康社會的發展，需要加強低成本抗震技術的推廣和應用，與此同時，農村建設抗震設防工作也逐漸成為了新時代的重要工作。

2 國內外農村地區使用的農村自建房抗震技術

2.1 預制預應力混凝土裝配框架結構

預制預應力混凝土裝配框架結構是一種從法國引入的框架結構體系，預制構件主要由預制預應力混凝土疊合板、疊合梁、預制混凝土柱等構成的受力疊合框架。此裝配主要由U形鋼筋、鍵槽和混凝土三個部分組成，屬于一種強連接框架結構系統，具有環境污染小、施工工期短、施工速度快等優點。

2.2 輕鋼結構體系房屋

輕鋼結構體系房屋是在混凝土地梁的基礎上利用矩形鋼管作為骨架結構，然后使用混凝土掛柱在鋼立柱旁邊進行輔助，并將隔墻板、外墻掛板、保溫材料和屋面板在鋼結構骨架上進行安裝，使柱子、板結構等成為整體。此結構抗震性能佳，可以抵御9.5級以上的地震。

2.3 磚砌結構房屋的抗震技術

2.3.1 鋼筋網砂漿面層加固。砌體磚墻結構房屋是我國目前使用最為廣泛的一種建筑結構類型。建筑初期，在沒有設置抗震磚砌體結構時，這些位置結構的整體強度以及牢固程度會影響房屋結構的抗震性能。而在使用鋼筋網砂漿面層對磚柱和山墻進行加固后，可以顯著提升磚結構房屋的抗震性，提高結構的自振頻率，降低最大位移反應。加固以后房屋可以達到“大震不倒、中震可修、小震不壞”的基本要求。

2.3.2 壁柱。壁柱指的是通過加固磚墻的局部地方來達到提高承重能力的目的。壁柱主要在墻角和梁下進行運用。雖然壁柱自身的抗震效果不顯著，但是在利用壁柱加強局部承載力以后，可以避免墻角和梁下被地震破壞，進而達到提升房屋抗震能力的要求。

2.3.3 扶壁。扶壁的外形和壁柱比較類似。不同的是，扶壁可以提高墻體穩定性，不需要承擔上部的荷載，并且扶壁的外形為梯形，對于一些加固措施不到位或者縱墻較長的墻體，利用扶壁可以起到抗震效果。扶壁和磚垛都是獲得國際地震工程學會推薦的非工程結構抗震措施，具有施工方便、造價低廉等優點，比較適用于農村的磚墻結構和土墻結構。

2.3.4 隱形構造柱。對于一些比較寬大的墻體，可以使用直徑為8～10mm的豎向鋼筋插入到樓蓋梁或基礎梁中，然后在砌筑墻時，將鋼筋夾住，并將墻體分成兩段以上，順著墻體豎向每間隔500mm防止水平方向上的拉結筋。

2.3.5 基礎摩擦滑移抗震技術。基礎摩擦滑移技術屬于一種造價低、施工方便的基礎隔震技術，比較適用于農村地區。通過在地基和房屋基礎之間設計摩擦層來消減地震向上產生的力。摩擦力滑移隔震系統和其他防震措施相比，經濟性更佳、施工也更加方便，對技術要求不高，這是一個可以在農村地區自建砌體房屋中得到推廣的一個前提。摩擦滑移隔震系統通過將柔性石墨層、砂墊層、聚四氟乙烯等構成隔震層作為滑動支座系統，施工中需要的材料購買方便、價格低廉。特別是民房中多使用砂墊層來處理地基，因此將砂墊層轉換成隔震系統會更加方便有效。此外，摩擦滑移隔震系統共振頻率區不明顯，可以有效過濾寬頻地震波，對其他類型的地震波也有良好的隔震效果，可以達到“大震不倒”的抗震要求。

2.4 木屋架構的抗震技術

木屋結構的屋蓋重量、房屋屋架以及其他的荷載是由木柱構成的木構架進行承擔，墻體主要起到圍護的作用。由于木結構的抗震性良好，對于周期疲勞破壞和瞬間沖擊荷載能有一個較好的延展性，整個破壞過程屬于漸變的屈服過程，房屋在地震結構中晃動的過程中，木結構依然可以保持良好的穩定性和整體性。對于木結構來說，梁體、柱子和檁條的穩定性以及柱子和架梁各個結點的牢固程度是影響抗震性能的重點。一般地震對木結構房屋造成的破壞主要以倒塌和破壞為主，很少會出現木屋蓋坍塌的情況，具有良好的抗倒塌性。木結構房屋維護墻、山墻如果使用土坯或者碎石土砌筑而成，那么房屋結構性就會比較差，在地震的影響下，會出現酥散、開裂、倒塌等情況。經過研究證明，采用壁板斜釘的方式可以有效提高木結構房屋的抗側剛度，提高結構的自振頻率，降低結構出現的位移反應，提高結構抵御位移的能力。增加斜撐后節點的變形能力和承載能力顯著提升，木構架結構木板剪力墻的承載力也顯著提升。

3 農村自建房低成本抗震技術對比和推廣

3.1 農村自建房低成本抗震技術的對比

上述幾種方式都可以達到一定的抗震效果，木屋架構的房屋隨著社會的發展逐步被淘汰，在此不多做介紹，本文重點對農村地區應用最多的磚砌結構抗衡技術進行對比。鋼筋網砂漿面層加固、壁柱加固、隱形構造柱這幾種抗震方法具有節省材料、施工便利、構造簡單等優點，但是這幾種方法適用于一些對抗震烈度要求不太高的地區；輕鋼結構和混凝土框架結構雖然抗震性最佳，但是施工造價高，大部分農村地區無力負擔，在農村地區廣泛推廣的難度較大；而基礎摩擦滑移抗震技術通過使用砂礫作為低摩阻滑移材料，材料獲取容易、成本低廉，非常適合在農村房屋建設中推廣應用，由于砂礫墊層具有透水性強、壓實度好、沉降小、填筑密度大、承載力大等優點，是一種比較常用的墊層類型。同時，使用砂礫墊層除了可以提升基礎的承載力以外，還可以降低建筑物的沉降。使用砂墊層隔震層可以使房屋結構的自振周期延長，減弱了衰減結構的加速反應，可以在不增加施工成本的基礎上，達到良好的抗震效果。因此，在上述方法中砂墊層隔離層是最為簡單、方便、適合在農村地區推廣應用的抗震施工技術。

3.2 農村自建房抗震技術推廣措施

3.2.1 制定相應的管理措施。在開展農村房屋抗震技術的過程中，首先要制定詳細的管理措施。對于一些經濟地區比較好的城市，可以將農村地區抗震管理工作歸入村鎮管理范圍中，強制性地進行抗震設防。政府要制定相應的鼓勵措施和引導措施。對于經濟不發達的農村地區，要抓住重點，以點帶面將公共建筑、統建住宅、中小學建筑的抗震管理工作做好。對于普通的農具，要加強抗震示范工程的建設和推廣，使農村居民的抗震自覺性提升。

3.2.2 建立激勵措施。政府要制定鼓勵農村居民建房時使用規范進行抗震設計的相關政策，對于經濟條件很差的地區可以給予一定的資金支持，并簽署技術服務保障協議，確保抗衡資金可以有效、合理地進行使用。制定相應的抗震建設獎懲措施，對于即將響應抗震要求并進行房屋建設的群眾，要給予一定的降低，從而使農村自建房屋的抗震逐漸達到要求。

3.2.3 加強教育培訓力度。要加大抗震房屋建筑的培訓力度，讓每一個農村居民都認識到采用抗震技術建設房屋是保證家庭成員生命財產安全的重要舉措，不要一味按照個人意愿來進行房屋的改層和加層。只有嚴格按照一定的構造進行建設，才可以保證出現地震后房屋達到“小震不壞、中震可修、大震不倒”的建設目標。此外，由于農村個體房屋建設的造價和規模都比較小，施工隊伍也多是農村的青壯年農民，缺乏專業的理論知識，對于這部分人，政府要加強抗震培訓力度，提升這部分人的房屋質量意識，保證房屋施工質量。

4 結語

總而言之，農村自建房屋作為我國抗震工作開展的主要陣地，為了保證農村自建房屋的抗震性，保證農民群眾生命財產安全，要結合農村地區的實際情況大力推行低成本抗震技術，加大宣傳教育力度，實現“小震不壞、中震可修、大震不倒”的建設目標。

參考文獻

[1] 陳立.武漢市村鎮住宅抗震設防研究[D].武漢理工大學，2009.

[2] 李鋼，劉曉宇，李宏男.汶川地震村鎮建筑結構震害調查與分析[J].大連理工大學學報，2009，（5）.

作者簡介：陳飛（1990-），男，四川雅安人，研究方向：建筑技術（低成本抗震）；龐芬（1991-），女，四川綿陽人，研究方向：建筑技術（低成本抗震）。

（責任編輯：黃銀芳）