内蒙古阿拉善盟5.8级地震民居抗震能力分析
2015-03-29姚新强陈宇坤杨绪连高武平闫成国天津市地震局天津300201
姚新强 陈宇坤 邱 虎 杨绪连 高武平 闫成国(天津市地震局,天津 300201)
内蒙古阿拉善盟5.8级地震民居抗震能力分析
姚新强 陈宇坤 邱 虎 杨绪连 高武平 闫成国
(天津市地震局,天津 300201)
2015年4月15日15时39分,内蒙古自治区阿拉善盟阿拉善左旗(39.8°N,106.3°E)发生5.8级地震。地震未造成人员伤亡,震中附近少部分老旧房屋出现裂缝和局部破坏。但是部分结构震前存在裂缝和局部倒塌现象,民居抗震能力普遍较差。如发生较大破坏地震,震害会大大加重,也会造成较大的人员和财产损失,所以非常有必要在这次震害的基础上,分析内蒙古本地民居的抗震能力,研究民居结构的抗震措施,制定民居防震减灾对策。
(1)烈度分布特征。此次地震震中位于沙漠腹地,由于民居稀少,震级不大和地表沙漠影响,所以地表震害特征不明显,为烈度评定造成了困难。地震最高烈度为Ⅶ度,分布在沙漠腹地,等震线长轴呈北东东走向分布,Ⅵ度区及以上总面积为5030平方千米,共涉及内蒙古自治区5个旗(区),包括阿拉善盟的阿拉善左旗、阿拉善经济开发区、乌兰布和沙产业生态示范区,鄂尔多斯市鄂托克旗,乌海市海勃湾区。此外,位于Ⅵ度区之外的部分市和旗也受到地震波及,造成个别居民点房屋有少量破坏。
(2)民居构造特征与震害分析。民居多为单层的砖木结构,部分为土坯土结构,多为农牧民自建房屋,普遍存在承重料强度低,抗震能力差的特点。①民居基础特点。一方面民居大多建在软弱土上,部分甚至建在沙漠沙土上,地基土不密实,粘接能力差,承载能力和抗剪能力均较弱;另一方面在地基的处理过程中,往往没有进行夯实,导致上部结构沉降,墙体产生竖向拉开裂缝,严重的产生局部倒塌。②承重墙体特点。墙体为土坯或普通砖,用泥浆或较低强度水泥砂浆砌筑,民居中的震害主要反应在墙体上,震害较重的有女儿墙的倒塌,门窗洞口的裂缝,梁下墙体的竖向裂缝和纵横墙交接部位的竖向裂缝。因墙体多为土坯和普通砖,最关键的是砌筑所用为泥浆或低强度水泥砂浆,导致墙体抗剪能力差,在门窗洞口角部产生斜裂缝,纵横墙的连接强度较差,加上基础沉降,纵横墙交接部位产生较大竖向贯穿裂缝,屋架主梁直接搭在墙体上,造成墙体局部称重,应力集中。梁下墙体产生竖向贯穿裂缝。在地震中,这些裂缝会加重,形成新的震害。③屋架结构特点。民居中普遍采用木屋架,木屋架整体偏轻,易于抗震。但实际民居中木屋架构件之间只是简单的搭接,造成整体连接性差,木屋架在墙体上的搭接长度过短,即使在中强地震下,木屋架容易产生局部的塌落。
(3)民居结构抗震建议。针对当地建筑材料特点和人民生活水平,建议民居采用圈梁构造柱的砖混房屋,可大大提高当地民居的抗震设防水平。具体措施如下:①民居基础措施。基础深一点,采用碎石、矿渣等替换松软沙土,夯实基础。保证地基承载力达到要求。②承重墙体抗震措施。提高砌筑砂浆强度,尽量不用土坯做承重墙体。在墙体中设置圈梁构造柱是结构抗震的重要措施。在主梁下端设置木垫片铺设在墙体上,木垫片的尺寸应采用《镇乡村建筑抗震设计规程》的规定尺寸,还应采用高标号的砂浆坐实木垫片,减少墙体承重中应力集中现象。③屋顶构造抗震措施。尽量采用现浇钢筋混凝土结构屋顶,若采用木屋架,木屋架构件间采用卯榫连接,加强木屋架的整体性,按照规范要求增加承重柱的尺寸,增长木屋架和墙体的搭接长度。
(4)结论。内蒙古当地民居建筑形式简单,结构类型单一且有规则,符合规范对建筑结构平立面的抗震要求。针对民居震前已存在的裂缝和震后破坏现象,可认为民居抗震能力较差。在邢台地震时总结的民居抗震经验:地基牢一点,房屋矮一点,屋顶轻一点,联接好一点,针对新形势下的民居特征和震害特点,总结出如下抗震经验:地基实一点,墙体强一点,联接牢一点。力求做到,地基牢固坚实,采用圈梁构造柱抗震措施,提高墙体整体强度,加强构件之间的联接。大力推进安居工程建设力度,做好民居防震减灾对策。