農房建筑之可靠性解決方法研究

李雪梅

（四川建筑職業(yè)技術學院，四川成都 618000）

0 前言

目前，中國有6億多人在農村生活且戶籍在農村。農村住房保障關系到國家整體的住房保障水平，農村住房由于歷史悠久、傳統(tǒng)文化習俗、建設方式、經濟發(fā)展水平等因素的影響，住房建設設計、建設、監(jiān)理等都沒有完全納入正常的建設之中房屋建筑法律程序和規(guī)定范圍廣，對農家樂的地質勘探、設計、施工、監(jiān)理不嚴，住房保障尤其是農村抗震能力不足。通常采用當地材料，經濟適用的房屋建筑，普遍采用鋼材、混凝土、砌體、木材等復合材料，最好的選擇是對農村住宅建設采取常規(guī)的行政技術類程序，根據現行國家和地方有關建筑抗震設計的法律法規(guī)，為保證和提高農舍的抗震性能，由于經濟發(fā)展不平衡，生土結構也普遍存在，其基本抗震設計和處理方法，隨著目前遠、改性生土結構房屋的設計、施工和驗收處于試點階段，建設成本還有待進一步優(yōu)化。

對前多次地震后的宏觀、微觀調查研究顯示，原土建物的震害一般都很嚴重。在西部地區(qū)，在以往的大地震中受損或倒塌的農村房屋，有一半以上是土房。西北、西南地區(qū)危房比例高的主要因素是土坯農房。農村住宅建筑在抗震減災方面處于“設防”狀態(tài)，部分農村住宅建筑直接暴露在自然災害風險中，潛在風險客觀上是隱藏的。

1 鄉(xiāng)村建筑結構形式

（1）夯土建筑。夯土建筑是世界上廣泛使用的一種傳統(tǒng)建筑方法。由于原材料的節(jié)能、環(huán)保、生態(tài)，不僅存在于第三世界的發(fā)展中國家，也引起了歐美等發(fā)達國家的重視。然而，傳統(tǒng)的土工建筑在防水、耐久性、抗震性能等方面存在一些不足。因此，在過去的半個世紀里，歐美發(fā)達國家對土壤原材料及其施工工藝進行了大量的基礎性和實踐性研究，并將其應用于實際建設中。研究成果也克服了傳統(tǒng)原土建筑的一些缺陷，形成了現代原土材料優(yōu)化和應用的一些理論成果，具有廣泛的應用、推廣價值和效益。國外現代土基材料優(yōu)化應用有兩個發(fā)展方向。首先，針對欠發(fā)達地區(qū)的民生問題，重點發(fā)展價格低廉、安全耐用、便于人類建設的材料和鄉(xiāng)土材料。其次，充分加強和探索新型土壤原材料的環(huán)保節(jié)能特性和新型與多樣化材料相結合的優(yōu)勢。作為一種經濟高效的生態(tài)建筑技術，它與住宅、公共建筑等現代建筑設計體系有機結合，提高建筑環(huán)境的整體效率。

隨著我國社會經濟的發(fā)展和新農村建設的不斷深入，農村房屋的抗震設防越來越受到重視。通過就地澆鑄石膏、柳樹等纖維加強墻體強度和韌性，墻的變形能力得到加強，對加強墻體和建墻的力學性能進行測試和研究，如壓縮、剪切和彎曲試驗單項試驗，土坯砌體的抗壓試驗，研究水平加載的加強墻體和土壤。采用鋼網水泥砂漿加固法、玻璃纖維水泥砂漿加固法等現有加固技術，可以提高加固墻的抗震性能，保證原土結構的基本安全。

法國是土壤原材料推廣應用很早的國家之一，對土壤原材料和施工工藝的研究也處于領先地位。自1970年以來，“國際生土建筑研究與應用中心”（craterre ensag）進行了系統(tǒng)的優(yōu)化機制的基礎實驗研究傳統(tǒng)生土材料，利用現代材料科學理論為基礎，形成現代生土材料最適合土壤類型和各種材料的使用，只有調整原始土壤的組成關系，沒有化學添加劑材料的優(yōu)化理論。1976年，澳大利亞出版了一本地球建筑手冊。新西蘭還頒布了原土建筑設計、原土材料與技術、原土結構設計、覆蓋土坯、夯土墻等三項標準。目前，一套新的原始土建筑結構設計和施工標準正在制定，以滿足日益增長的需求，建設更多環(huán)境友好和可持續(xù)的建筑。日本有很多地震。根據日本的實際情況，在原土結構墻中布置一定數量的細長纖維，形成纖維墻的特殊結構形式，采用該技術建造的原土結構房屋，因其重量輕、韌性和延性好，能耗效果顯著。

（2）磚木結構。通過對農村磚木結構房屋的抗震調查。國外農村地震災害最嚴重的地區(qū)主要集中在土耳其、伊朗、巴基斯坦等發(fā)展中國家。由于這些國家的農村經濟相對落后，大多數農民沒有經濟能力設計房屋的抗震性能。在土耳其、伊朗、巴基斯坦等國家，絕大部分領土都分布在斷層帶上，歷史上曾發(fā)生過多次災害性地震，造成了重大的經濟損失和人口傷亡，其中大多數傷亡發(fā)生在鄉(xiāng)鎮(zhèn)。其主要原因是結構抗震措施的缺乏導致建筑物抗震性能的缺乏，并在地震中發(fā)生大面積倒塌。

（3）石結構。四川的石為主的構筑物主要分布在河谷、丘陵和高山中。村落建筑布局有序，空間組合形式多樣，有些是以碉樓為中心的。主要原因是高原地區(qū)的地形很復雜，許多地區(qū)都覆蓋著茂密的森林和特殊地質結構，導致缺乏基礎條件和限制了國家建設的建筑，使其大多在小面積的基礎上和高層的空間發(fā)展。藏、羌民居多為單體建筑形式，將廳堂、廚房、臥室、衛(wèi)生間、畜欄、倉庫等功能區(qū)集中在同一建筑內；同時，為了抵御嚴寒氣候，采用小房間、小窗戶和嵌入式壁爐的結構形式，使建筑內熱量最大化；此外，碉樓建筑可以不斷增加生產。它是一座靠山層層加高的高層建筑。村落四面環(huán)山，風光秀麗，體現了人與自然的空間環(huán)境。

四川藏族羌族村寨的石結構空間由石砌體、土房、碉堡等民居建筑組成，與瞭望塔、農田、山川河流相結合，形成原生態(tài)的多層次聚落空間。它們大多是大框架，建筑體積大，但房間不大。傳統(tǒng)上有從整體組合方式到單體建筑和建設規(guī)模的規(guī)范。墻的底部是厚的，頂部是薄的，頂部的形狀是大的和小的。建筑平面較為簡單，一般為正方形平面，也有曲線直尺平面。建筑形式豐富多變，利用功能區(qū)設置與建筑形式的合理結合，滿足日常生活、工業(yè)發(fā)展、自然防御和建筑安全的需要。

2 鄉(xiāng)村建筑結構的挑戰(zhàn)

（1）農房安全形勢嚴峻。中國位于環(huán)太平洋和歐亞地震帶。地震活動具有地震頻發(fā)、分布寬、烈度高、震源淺、災害嚴重等特點。同時，我國地震區(qū)域人口密度大，加之建筑抗震性能不足。鄉(xiāng)鎮(zhèn)建筑抗震水平普遍偏低，甚至歷史久遠的沒有抗震能力。中國因這些原因造成的地震傷亡人數還是偏多，與生命至上安全第一的要求有一定差異。

由于經濟技術水平不高，生土結構和磚木結構以其施工簡單、成本低的優(yōu)點被廣泛應用于傳統(tǒng)的住宅建筑中。但居住條件和維護資金的限制，原土結構磚木結構房屋往往缺乏有效的維護。此外，結構的完整性差，而且作為重要的結構構件，木材容易腐爛和蛀蟲吃掉。

（2）農房安全意義重大。提高農村住宅抗震設防能力，對農村經濟社會穩(wěn)定發(fā)展具有基礎性重要性。全面建設小康社會，也迫切要求改變農村房屋的抗震設防的現實薄弱基礎，提高農村普通房屋的整體抗震能力，確保農村經濟社會的可持續(xù)發(fā)展。通過對農村住宅抗震能力現狀的研究，提出有效的抗震措施，也是做好農村房屋抗震設防工作的關鍵。

全國在實施的鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，對推進全面建成小康社會、實現中華民族偉大復興的中國夢、推進“四化”同步、促進城鄉(xiāng)融合發(fā)展、傳承和弘揚中華農耕文明等具有重大而深遠的現實和實踐意義。目前各地仍存在較多的以土坯墻或夯土墻為主要承重構件的土坯房，隨著時間的推移和面對自然災害這些現實情況都可能帶來極大的風險。

（3）農房安全是人民需求。在農房的設計中，農戶人身安全，勞作需求、生活習慣需求，經濟承受能力等問題，都為生存需要，在數次的地震中，生土結構房屋和磚木結構房屋破壞最為嚴重，而大部分破壞嚴重的農房為貧困戶、低保戶、貧困殘疾人家庭，對這部分農房的改造主要為安全改造，關系到農戶的切身利益。而隨著經濟的發(fā)展，部分農戶對農房的改造不僅是安全需求，農房的建筑設計是否符合安全標準、戶型是否滿足家庭人員需求、室內環(huán)境是否美好、新能源是否得到全面利用、農房傳統(tǒng)特色、整體藝術效果是否得到延續(xù)等都是農戶對農房提出的逐步遞增的要求。除此之外農房設計對于村莊整體風貌、傳統(tǒng)文化的傳承等有貢獻性作用的要求，人們對精神愉悅、心情舒暢方面的生活美好需求越來越高。

3 鄉(xiāng)村建筑結構安全的路徑

（1）解決土坯房改造中的可靠性問題。由于經濟條件和地理條件的限制，土坯房的施工過程一般沒有正式的設計圖紙。根據當地的傳統(tǒng)習俗，由當地的建筑商建造，因此有可能形成相對單一的建筑結構。已有的生土結構的房屋中也受到不同程度的破壞。在水泥中添加硅溶膠、粉煤灰，形成改性水泥砂漿對土坯進行噴射，硅溶膠起到了土坯與砂漿、粉煤灰的界面劑，研究硅溶膠與土結合機理，硅溶膠與粉煤灰在不同土坯中的摻合比例，形成最有效的改善墻體強度，并具有一定防水性的材料；采用墻體內外掛鋼絲網，用改性水泥砂漿噴射，形成成熟、便捷的施工工藝解決土坯墻體抗震性能。

（2）解決磚木結構改造中的可靠性問題。磚木結構建筑由于早期建造，缺乏正常的維修和維護，隨著時間的推移，容易出現問題。通過對該類建筑現狀的調查，分析該類建筑的施工特點和抗震性能，包含房屋的平面布局、地基與基礎、屋蓋結構體系、墻體承重體系及連接構造，通過增加構造措施，增強房屋韌性，加強抵御地震等自然災害的能力。

（3）保留傳統(tǒng)建筑結構的可靠性問題。藏族和羌族傳統(tǒng)民族建筑的歷史、宗教、地域、藝術和審美特征是民族文化的體現。民族建筑藝術的保護、傳承、創(chuàng)新和發(fā)展需要引起社會各界的重視。通過對藏、羌傳統(tǒng)民族建筑的研究，實現傳承與更新的統(tǒng)一，提升民族建筑的藝術價值和社會價值。

4 小結

我國地域遼闊，自然地理和社會經濟條件差異很大，不同地區(qū)建筑材料的使用和建筑習慣也不相同，導致不同地區(qū)的住房建設特點不同。傳統(tǒng)的鄉(xiāng)村建筑結構有三種，其施工特點和抗震性能包括平面布置、基礎與基礎、屋面結構體系、墻體承重體系和連接結構。隨著人們住宅觀念的改變和傳統(tǒng)手工藝人的消失，傳統(tǒng)夯土建筑的大量核心技術逐漸丟失。在相互攀比的心理作用下，一些農村房屋的層高、深度和門窗尺寸都在增加，這使得抗震性災害的風險越來越高。只有把握住農村住房改造的可靠性，才能提高農村住房的安全性，確保農村住房不因時間的推移而受損。