摘 要:我國是世界上自然災(zāi)害最為嚴(yán)重的國家之一。我國村鎮(zhèn)地區(qū)地大面廣,范圍廣闊,綜合防御災(zāi)害的能力弱,一旦發(fā)生災(zāi)害,造成的人員和經(jīng)濟(jì)損失大,災(zāi)后恢復(fù)的時間也相對較長。村鎮(zhèn)災(zāi)害對當(dāng)?shù)卮迕竦挠绊憞?yán)重,據(jù)相關(guān)統(tǒng)計,一次災(zāi)害的損失約占平均農(nóng)民年收入的60%-70%在災(zāi)害發(fā)生時,村鎮(zhèn)住宅往往受損失最嚴(yán)重。本文分析了我國村鎮(zhèn)住宅常見結(jié)構(gòu)形式及其破壞特征,希望可以工程技術(shù)人員提供防災(zāi)依據(jù)。
關(guān)鍵詞:村鎮(zhèn);災(zāi)害;房屋;特征
1、土木結(jié)構(gòu)地震災(zāi)害破壞特征
土木結(jié)構(gòu)各地都有分布,但以高原和沿海較多。一般以簡易構(gòu)架的四梁八柱傳遞上部荷載,以土坯或粘性土夯實墻圍護(hù),內(nèi)部以土坯或用木條為骨架粉以麻灰間隔,屋頂坡度較大。
傳統(tǒng)工藝建房主要考慮豎向荷載作用,很少考慮地震作用。在水平地震作用下,承重墻本身的強(qiáng)度、整體性、各片墻體的拉結(jié)以及屋蓋與墻體的搭接措施成為房屋抗震性能的主要影響因素,除墻體本身的強(qiáng)度外,連接構(gòu)造是關(guān)鍵技術(shù)。農(nóng)民對房屋的構(gòu)造不夠重視,房屋施工中沒有墻體本身和各片墻體的連接措施,屋架或檁條絕大多數(shù)是直接擱置在生土墻上,椽條與檁條的連接也較弱。屋面保溫防水材料逐層疊放,無黏結(jié)措施。以上做法使生土結(jié)構(gòu)房屋在地震作用下震害較重。破壞形式有以下兩種:
(1)房屋整體垮塌
由于沒有柱,屋梁直接擱置在土坯墻上,加之土坯墻先天粘結(jié)不牢靠,遭遇地震時縱橫墻全部倒塌,造成房屋破壞。
(2)縱墻倒塌破壞
由于房屋開間大,縱橫墻連接處缺乏有效的連接,對縱墻變形約束較小,遭受地震時縱橫墻不能同時參與工作,縱墻提前倒塌造成房屋損壞。
2、石木結(jié)構(gòu)地震災(zāi)害破壞特征
由石墻承重,按墻體所采用的石材可分為料石和毛石住宅。石木結(jié)構(gòu)是山區(qū)常用的一種結(jié)構(gòu)型式,建筑比較簡單,造價低。
對于石木結(jié)構(gòu)房屋,形狀較為整齊的料石砌筑的房屋抗震性能較好,外形極不規(guī)則的毛石墻體房屋抗震性能差,河卵石墻體房屋的抗震性能最差,石結(jié)構(gòu)房屋的破壞主要易發(fā)生在縱橫墻交接處、外墻轉(zhuǎn)角處、樓梯間以及山墻等部位。破壞的形態(tài)表現(xiàn)為墻體的斜向、豎向和交叉裂縫,樓板處的水平裂縫,以及石樓板斷裂。石木結(jié)構(gòu)地震破壞情況見圖6.7。
3、磚木結(jié)構(gòu)地震災(zāi)害破壞特征
這是傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)型式,以木構(gòu)架傳遞上部荷載。磚墻圍護(hù),或以木樁與磚墻共同承擔(dān)上部荷載,內(nèi)部一般以磚和土坯間隔,屋面有坡屋頂和平屋頂兩種,屋頂一般用小青瓦;平屋頂一般礦渣、爐灰和白灰水等制成20-30mm的蓋層,防水保溫一起做。
磚木結(jié)構(gòu)的主要破壞形式主要是承重構(gòu)件的破壞、節(jié)點連接破壞、屋面破壞和墻體破壞。地震中墻體是最易倒塌傷人的構(gòu)件,由于墻體與木結(jié)構(gòu)的自振特性不同,在地震中產(chǎn)生的位移也不相同,在地震荷載作用下極易開裂、酥散,故在地震作用下普遍發(fā)生開裂、傾斜以及倒塌的震害,抗震性能比較差。
4、黃土窯洞結(jié)構(gòu)地震災(zāi)害破壞特征
黃土窯洞是高原主要的住宅建筑之一,其冬暖夏涼,四季舒適,故有“綠色居室”之美譽(yù)。以黃土體為建筑材料,直接暴露于大自然,很容易受到外界環(huán)境的影響。黃土窯洞利用土體的自穩(wěn)性建立的,抗震性能比較差,遇到地震時會發(fā)生大面積的坍塌,危害程度比較高。
5、磚混結(jié)構(gòu)地震災(zāi)害破壞特征
磚混結(jié)構(gòu)是近年來村鎮(zhèn)新建住宅的主要結(jié)構(gòu)型式。隨著建材生產(chǎn)的發(fā)展,磚混結(jié)構(gòu)的建筑逐年增多,型式也不斷變化。有磚墻承重、鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu):磚墻橫向承重,圓孔空心樓板和屋面板結(jié)構(gòu);磚墻承重雙向現(xiàn)澆鋼筋混凝土板結(jié)構(gòu)和磚墻承重小梁拱板結(jié)構(gòu)等多種結(jié)構(gòu)型式。在強(qiáng)烈地震作用下,磚混房屋的破壞部位,主要是墻身和構(gòu)件間的連接處,樓蓋、屋蓋結(jié)構(gòu)本身的破壞較少。下面根據(jù)歷次地震宏觀調(diào)查結(jié)果,對多層磚房的破壞規(guī)律及其原因作如下簡要說明:
(1)墻體的破壞
在砌體房屋中,與水平地震作用方向平行的墻體是主要承擔(dān)地震作用的構(gòu)件。這類墻體往往因為主拉應(yīng)力強(qiáng)度不足而引起斜裂縫破壞。由于水平地震反復(fù)作用,兩個方向的斜裂縫組成交叉型裂縫。這種裂縫在多層砌體房屋中一般規(guī)律是下重上輕。這是因多層房屋墻體下部地震剪力大的緣故。當(dāng)房屋縱向承重,橫墻間距大而屋蓋剛度弱時,縱墻出平面受彎產(chǎn)生水平裂縫?;蚴艽怪狈较虻卣鹆Φ淖饔?,墻體會因受拉出現(xiàn)水平裂縫。
(2)墻體轉(zhuǎn)角處的破壞
由于墻角位于房屋盡端,房屋對它的約束作用減弱,使該處抗震能力相對降低,因此較易破壞。此外,在地震過程中當(dāng)房屋發(fā)生扭轉(zhuǎn)時,墻角處位移反應(yīng)較房屋其他部位大,這也是造成墻角破壞的一個原因。
(3)樓梯間的破壞
主要是墻體破壞,而樓梯本身很少破壞。這是因為樓梯在水平方向剛度大,不易破壞,而墻體在高度方向缺乏有力支撐,空間剛度差,且高厚比較大,穩(wěn)定性差,容易造成破壞。
(4)內(nèi)外墻連接處的破壞
內(nèi)外墻連接處是房屋的薄弱部位,特別是有些建筑內(nèi)外墻分別砌筑,以直槎或馬牙槎連接,這些部位在地震中極易拉開。造成外縱墻和山墻外閃、倒塌。
(5)屋蓋的破壞
在強(qiáng)烈地震作用下,裝配式鋼筋混凝土構(gòu)件之間的良好連接是保證結(jié)構(gòu)整體性的重要措施。如不按照規(guī)范要求設(shè)置構(gòu)造柱和圈梁,或不按要求將預(yù)制空心板與圈梁或樓面大梁可靠拉結(jié),地震中墻體破壞或外閃,會導(dǎo)致預(yù)制樓板塌落,造成結(jié)構(gòu)局部或整體倒塌。
6、總結(jié)
目前我國村鎮(zhèn)發(fā)展依然相對落后,抗災(zāi)害能力較差,且每個村鎮(zhèn)都存在著差異,本文分析了目前村鎮(zhèn)常見結(jié)構(gòu)形式在地震災(zāi)害下的破壞特征,希望可以指導(dǎo)相關(guān)人員開展防災(zāi)工作。
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作者簡介:
何海民(1968.11)男,漢族,河南靈寶人,靈寶市地震局,助理工程師,從事地震災(zāi)害預(yù)防工作