农村民居震害特点及其抗震防灾启示
2010-09-05雷静雅韩晓光
雷静雅,杨 辉,韩晓光,胡 坚
(1.中国地震局地震研究所,武汉 430071;2.地壳运动与地球观测实验室,武汉 430071;3.武汉大学设计研究总院,武汉 430072)
农村民居震害特点及其抗震防灾启示
雷静雅1,2,杨 辉3,韩晓光1,2,胡 坚1,2
(1.中国地震局地震研究所,武汉 430071;2.地壳运动与地球观测实验室,武汉 430071;3.武汉大学设计研究总院,武汉 430072)
结合多年来在湖北省内3.0~6.0级地震的地震应急宏观考察,及2008年汶川8.0级地震时在四川省的地震应急宏观考察,通过对农村民居的震害调查,根据农村民居的震害现象(砖木结构的掉瓦,墙体破坏,预制板脱落,栏杆、女儿墙等附属构件的破坏等),总结其震害特点,分析其震害原因。提出了目前我国农村民居抗震设防存在的一些问题,如承重体系不合理,不设圈梁、构造柱,墙体转角处不采取拉结措施,户与户之间的间距不合理等。并由此得到农村民居抗震防灾的几点启示:①加大农居抗震知识的宣传,提高农民的抗震防灾意识;②加强农村建筑市场的监控和管理,对建筑工匠进行相应的培训;③积极推进地震安全农居工程的实施。
农村民居;震害特点;抗震能力;抗震防灾
1 概 述
我国是世界上地震多发国家之一,20世纪发生的成灾地震就近1 600次,其中绝大多数发生在农村地区(见图1),且地震造成倒塌的建筑又几乎全都是农村的民居,甚至5.0级左右的地震都造成了人员死亡,农村民居的抗震能力令人担忧。
图1 中国6.0级及以上地震震中分布图(1900-2008)Fig.1 China epicenter distribution w ith seism ic quantity 6 and above(1900-2008)
农村民居抗震能力的不同直接导致地震造成人员伤亡的巨大差异。一次6~7级地震在美、日等发达国家仅造成几人至几十人死亡,而在发展中国家则会造成数百甚至数万人的死亡,很大原因取决于建筑物的抗震能力。2003年美国加州6.5级地震死亡3人;2007年日本新 地区6.8级地震死亡11人;2008年日本东北地区7.2级地震死亡10人。与此形成鲜明对比的是,1996年印度古吉拉特6.1级地震死亡1万多人;2003年伊朗巴姆6.8级地震更是造成了3万多人死亡、3万多人受伤的严重后果。
我国大部分农村民居的抗震能力都很低。2003年7月21日云南大姚6.2级地震,造成100万人受灾,16人死亡,倒塌民房9 343间,共造成10亿多元的经济损失。2008年四川汶川8.0级特大地震更是造成了69 197人遇难,18 379人失踪,倒塌农村民房10 709.6万m2的巨大损失[1]。因此,提高农村民居的抗震设防能力,具有重大的现实意义。
《国务院关于加强防震减灾工作的通知》(国发〔2004〕25号)确立了我国防震减灾工作的奋斗目标:“到2020年,我国基本具备综合抗御6.0级左右、相当于各地区地震基本烈度的抗震的能力”。且《镇(乡)村建筑抗震技术规程》(JGJ 161-2008)也明确规定了:“抗震设防烈度为6.0度及以上地区的村镇建筑,必须采取抗震措施”[2]。
2 农村民居的时代特征
不同时期建造的民居,其抗震设防能力是不同的,而且差异也较大。上世纪70年代及以前建造的主要为土(石)木结构,即土(石)坯承重墙的房屋,土(石)墙厚400 mm左右,强度很低,纵横墙交接处无拉结措施,房屋整体抗震性能很差,地震时大部分倒塌或严重破坏(图2);上世纪90年代及以前建造的砖木结构,多为瓦房,这类房屋破坏严重,但少有全部倒塌的(图3);近10年来建造的砖混结构,多为2~3层,仅设有地圈梁和一层圈梁,但屋盖处未设置圈梁,也未设置构造柱,大多为预应力混凝土圆孔板。这类民居2层及2层以上破坏严重,甚至倒塌(图4)。
图2 土坯房部分倒塌Fig.2 An adobe house partially collapsed
3 震害特点及原因分析
现结合多年来在湖北省内3.0~6.0级地震的地震应急宏观考察,以及2008年四川省汶川8.0级地震时在的地震应急宏观考察,针对农村民居的震害调查,根据农村民居的震害现象总结以下一些震害特点,并简单分析其震害原因。
(1)砖木结构房屋的“溜瓦”现象,这种震害虽没有房屋倒塌严重,但滑落的瓦块带来的危害不容忽视(图5)。
(2)纵横墙交接部位没有咬槎砌筑,拉结措施不够,导致墙体出现竖向裂缝,甚至外闪、倒塌(图6、图7)。
(3)门窗洞口没有设过梁,或者设有过梁但支承长度达不到240 mm,出现了45°斜裂缝(图8)。
(4)砖混结构房屋的预制空心板直接搭在承重墙体或者梁上,与它们没有可靠连接,楼屋盖的整体性较差,地震时容易导致脱落(图9)。
(5)女儿墙、雨蓬、护拦等附属结构构件因自身及其与主体结构没有采取相应的拉结措施,致使在地震时倒塌、坠下,造成人员伤亡(图10、图11)。
(6)农村建房砌筑砂浆多为泥砂浆、石灰砂浆和混合砂浆,强度偏低,黏粘力、耐久性差,墙体砌筑质量也差,无法抵御强大的地震剪力,致使墙体受剪破坏或倒塌(图12)。
图4 2层整体倒塌Fig.4 The second floor collapsed overall
图3 砖木结构部分倒塌Fig.3 A brick wood strucuture partially collapsed
图5 屋顶掉瓦Fig.5 Tiles fallen from a roof
图6 墙体竖向裂缝Fig.6 Vertical cracks in the wall body
图7 墙体外闪开裂Fig.7 The wall crack inclined toward out
图9 预制板脱落,房屋倒塌Fig.9 Housing collapse caused by precast plate being fallen off
图11 二楼阳台预制板震落Fig.11 Second floor balcony prefabricated board to be vibrated to fall
4 存在问题
图8 窗洞口45度斜裂缝Fig.8 45 degree inclined cracks near the w indow hole
图10 2楼外走廊护拦倒塌Fig.10 The barricade being collapsed on the second floor
图12 承重墙交叉裂缝Fig.12 Cross cracks in the load bearing wall
(1)农村民居的主要以砖木结构、砖混结构为主,通常由农户自行设计或由当地的建筑工匠按照当地的自然条件和传统习俗设计建造,基本不考虑抗震设计,砖混结构的民居往往高宽比超限,承重体系不合理,不设圈梁、构造柱,墙体转角处不采取拉结措施等等,绝大多数存在着安全隐患,几乎不具备抗震能力。
(2)民居建设缺乏监管和抗震指导。目前农村建筑市场处于一种自发和无序的状态,建设过程无质量监理,混凝土强度低,砂浆灰缝不饱满,砂浆强度低,预制板与楼(屋)盖的整体连接差,附属构件(栏杆、女儿墙等)无拉结,因施工质量而导致房屋倒塌屡有发生。
(3)农民建房通常把划分的宅基地建满,朝向不统一、间距不达标,“握手楼”、“一线天”比比皆是,地震时上部结构相互接触碰挤,加重了地震造成的危害和震后救援工作的困难。
5 抗震防灾启示
通过对农村民居的震害调查,发现了农村建房存在的一些问题,由此得出以下几点农村民居抗震防灾的启示:
(1)加大农居抗震知识的宣传,提高农民的抗震防灾意识。指导农民建房要有抗震意识,不能随意在原有结构上加层、改造,设计房屋体形尽量规则、对称,房屋毗邻建造时,户与户之间的外墙要预留一定的间距。
(2)加强农村建筑市场的监控和管理,对建筑工匠进行相应的培训,使他们掌握抗震施工的技能技巧,提高施工质量,提高民居的抗震性能。
(3)积极推进地震安全农居工程的实施。各地政府可组织一批技术人员对旧民居进行抗震排查,提出相应的改造、加固或重建的处理措施,并给予适当的经济补助,引导农民建造更安全、适用的住房。
[1] 王凤来.汶川地震建筑震害分析与受损建筑加固通用图集[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.(WANG Feng lai.Wenchuan Earthquake Damage Analysis of Buildings and Damaged Buildings Reinforced General At las[M].Beijing:China Building Industry Press,2009.(in chinese))
[2] JGJ161-2008.镇(乡)村建筑抗震技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.(JGJ161-2008.Town(Township)Village Building Seismic technical specification[S].Beijing:China Building Industry Press,2008.(in chinese))
(编辑:王 慰)
Earthquake Damage Characteristics of Rural Residences and Earthquake Disaster Prevention Inspiration
LEI Jing ya1,2,YANG Hui3,HAN Xiao guang1,2,HU Jian1,2
(1.Institute of Seismology,China Earthquake Administration,Wuhan 430071,China;2.Crustal Movement Laboratory,Wuhan 430071,China;3.Wuhan University Design Institute Co.,Ltd.,Wuhan 430072,China)
In combination with earthquake emergency macro investigations on earthquake magnitude from 3-6 in Hubei Province over the past years and earthquakemagnitude 8 in Wenchuan,Sichuan Province onmay 12,2008,through the rural earthquake damage exploration in site to find out various damage phenomena of rural buildings,e.g.tiles to be vibrated to fall from the roof of brick wood structures,various wall body cracks,profabricated boards to be separated to drop from wall bodies,aswell as the other damages like rails,parapets etc.,the authors summarize the damage characteristics,analyze the reasons to cause damage,and suggest that several existing prob lems need to be resolved,such as the load bearing system of houses is unreasonable,the ring beams and structure columns are not set,tension jointmeasures in the wall corners are not taken,and the distance between households is not sized enough.For earth disaster prevention in rural residential areas,three inspirations are concluded:(1)to increase knowledge about rural residential earthquake,improve the farmers’awareness of earthquake disaster prevention;(2)to strengthen the rural construction marketmonitoring and management,as well as construction craftsmen training;(3)to actively promote earthquake safe rural habitat project implementation.
rural residence;damage characteristic;seismic capacity;earthquake disaster prevention
TU352
A
1001-5485(2010)05-0067-04
2009 03 02
湖北省地震重点监视防御区农村民居抗震技术研究(IS200926025)
雷静雅(1978 ),女,河南新野人,工程师,主要从事结构减震与工程抗震方面的研究,(电话)13437131682(电子信箱)ljy0915@eqhb.gov.cn。