四川省藏式民居震害特征研究

叶肇恒，宴金旭，杨璐遥

(四川省地震局，四川 成都 610041)

四川省藏式民居震害特征研究

叶肇恒，宴金旭，杨璐遥

(四川省地震局，四川 成都 610041)

结合实地调查和历次地震现场调查资料，分析四川省藏式民居的结构特征。根据1993年至今四川省境内的中强地震震害资料，分析震害现象，研究其震害特征，并统计藏式民居在不同烈度不同破坏等级的破坏比，为灾害损失评估工作提供参考。

藏式民居；震害特征；破坏比

四川省是我国地震多发省份之一，也是一个多民族聚居地区，同时也是藏族人民的主要聚居地。四川省藏族主要分布在甘孜州、阿坝州和凉山州的木里自治县。藏式民居结构有着较为明显的民俗特色，随着国民经济的高速发展，藏族牧区的很多定居点已建设起了抗震设防的房屋，但原来传统的藏式民居依然为数众多，在过去的历史破坏性地震中，如2014年11月22日康定6.3级地震中，该类房屋遭受了不同程度的破坏，也造成了不同程度的经济损失和人员伤亡，藏族地区防震减灾工作依然任重道远。通过实地调查以及历次地震现场调查资料，对藏式民居结构进行分类，对民居施工工艺，结构特征进行分析。震害特征通过基于民居群体性宏观震害进行分析，并给出破坏比矩阵。

1 藏式民居构造特点

传统的藏式民居房屋大多采用木结构形式，以木梁、木柱以及木檩条作为最主要的结构体系，由于自然和历史等条件限制，传统藏式民居房屋使用的木梁较短，在两个木梁接口下面用一个斗栱，再用柱子支起斗栱，连续使用几个柱栱梁构架，形成了柱网结构，而柱网结构形式是传统藏式民居房屋最大的特点(参见图1)。木梁、木柱以及木檩条支撑着整个建筑楼层的重量和室内传递来的各种荷载。但是，木梁柱以及木檩条都属于柔性构件，不能很好的承担荷载，只能把荷载均匀地传递给墙体，所以木柱、木梁、木檩条以及内外墙体共同形成藏式建筑。同时，根据藏式民居的围护结构又可分为土维护和石维护墙木结构，下面就该两种结构的建筑特点进行说明。

图1 川西北地区藏式民居木结构示意

1.1 藏式土维护墙木结构

藏式土维护墙木结构民居多数年代久远，目前占四川境内藏式民居总量的20%。据调查，房屋修建工序主要为先修木架构后修土维护墙或先修土维护墙后修木架构两种，但无论是哪种修建工序，柱承重依然是主要的承重形式。维护墙体一般采用夯土堆砌。房屋通常为2-3层，首层多用于圈养牲畜，2、3层为厨房、饭厅、卧室、粮仓等。房屋平面沿横向一般有三排柱子，其中前、后两排柱子由地面至屋顶贯通，中间一排分层设置，这样虽然对其房屋的抗弯剪能力有所影响，但因周边柱均落地，其整体性能仍比较好。在木架构外围设置维护墙体，一般采用夯土堆砌(参见图2)。

1.2 藏式石维护墙木结构

藏式石维护墙木结构房屋是目前选择居住的主要建筑形式，目前占四川境内藏式民居总量的70%。据调查，该类房屋修建工序主要是木架构加维护墙的形式，大部民居采用柱承重，少部分民居采用墙柱共同承重或墙承重。该结构房屋建筑墙体一般采用当地的花岗石，采用不规则石材的墙体砌筑时以大一点的石头为多，四周用小片石垫砌，砌筑胶结材料一般采用黄泥，很少用到水泥砂浆抹缝。石砌体外墙墙体大多较厚，一般墙厚达600 mm；为了减轻自重，内墙大多采用土坯墙或者用杂草树枝绑扎堆积而成。一般民居为了得到大开间，又由于石砌体本身的限制，大开间内一般设置2根或4根木柱，木柱顶部设置有檩托，檩托上方为木檩条或称龙骨，檩条的另一端则直接放置在石砌体墙体上，木柱在上下两层是不连续的。屋顶多用瓦房房顶由木梁椽子作基面，铺设泥土、瓦片或石片组成(参见图3～4)。

图2 藏式土维护墙木结构房屋

图3 藏式石维护墙木结构房屋

2 藏式民居典型震害

2.1 屋面和围墙震损

藏式民居屋面震损主要有瓦面破坏、椽子及檩条的破坏。其中瓦面破坏表现在屋面瓦片掉落以及屋面悬挂装饰物掉落等。椽子与檩条破坏表现在屋面椽子檩条脱落，甚至檩条断裂造成屋面整体坍塌，如图5所示。藏式民居围墙根据结构及材料的不同，震损也有所区别。土维护墙木结构主要表现在墙体与木构架脱开、墙体平面内开裂、墙体向外歪闪以及墙体部分或整体倒塌；而石维护墙木结构房屋墙体分层剥落甚至倒塌，墙体外闪，这也是石维护墙木结构墙体震损的普遍形式(参见图6-7)。

图4 石维护墙木结构房屋损坏

图5 屋面整体坍塌和外墙倒塌

2.2 木架和地基震损

木架构震损主要体现在：(1)梁柱檩条相连的榫卯或连接处脱开，部分榫卯的轻微松动，或个别榫卯的脱开损坏不会直接导致结构倒塌，荷载也可通过木构架的内力重新分布得到平衡，但当主要受力杆件脱榫并出现塌落时，则可能引起结构的局部甚至整体垮塌。(2)木梁、木柱震损通常位于构件相连的节点处，多表现为破断，由于有的木梁柱截面尺寸较小，加之在节点附近截面削弱较大，在地震作用下，应力在该处集中使梁柱破断；也有部分构件由于受到常年腐蚀，在地震作用下促使梁柱破断。(3)木柱移位导致房屋局部变形或倒塌。部分房屋地基松动、塌落使木柱移位，或者木柱脚底未设置固定构件，如脚榫或拉结构造等，遭遇强震时可能出现木柱移位(参见图8～9)。四川藏式民居常选址于山区山坡地带，在修建时多进行地基处理，铺设垫层。根据历史地震调查资料，地震造成部分民居地基出现松动、塌落，使原本起支撑作用的木柱发生失去支撑点，轻则导致房屋局部变形，重则导致房屋倒塌(参见图10)。

图6 外墙倒塌

图7 墙体贯穿性开裂

图8 木梁破断

图9 木柱移位

图10 地基塌落

3 藏式民居震害特征

不同烈度区震害特征和地震破坏比是有意义的评估参数。根据实地调查以及历次地震现场调查资料，对藏式民居进行震害特征研究，通过在不同烈度区民居群体性宏观震害现象对震害特征进行分类。根据历史震害资料显示，发生在四川省藏族聚居范围内破坏性地震最高烈度为Ⅺ度，其中Ⅹ度、Ⅺ度地震烈度仅出现在汶川8.0级地震时候。不同烈度区震害特征如表1所示。我们选择了一些藏式房屋在不同烈度区的震害照片(参见图11～14)以供研究参考。依据《地震现场工作第四部分：灾害直接损失评估》(GBT 18208.4-2011)中的规定，将简易结构房屋的地震破坏等级划分为毁坏、破坏、基本完好。根据1993年至今历史破坏性地震样本，将不同结构类型藏式民居在不同烈度不同破坏等级下的破坏比统计如表2-3。需要说明的是，在《地震现场工作第四部分：灾害直接损失评估》(GB/T 18208.4-2005)实施前，砖木结构等简易房屋分毁坏、严重破坏、中等破坏、轻微破坏和基本完好5个破坏等级。通过对1993～2005年房屋毁坏与严重破坏，轻微破坏与中等破坏，结合2006年以来的破坏比，统计得出土维护墙木结构和石维护墙木结构破坏比均值(参见表4～5)。

图11 Ⅵ度区藏式民居墙体开裂

图12 Ⅶ度区藏式民居墙体局部倒塌

图13 Ⅷ度区藏式民居墙体贯穿性裂缝

图14 Ⅸ度区藏式民居房屋毁坏

表1 藏式民居在不同烈度区的震害特征

表2 1993年至今破坏性地震藏式土维护墙木结构房屋破坏比/(%)

表3 1993年至今破坏性地震藏式石维护墙木结构房屋破坏比(%)

表4 1993年至今藏式土维护墙木结构房屋破坏比(%)

表5 1993年至今藏式石维护墙木结构房屋破坏比(%)

4 结论

(1)破坏比均根据四川省境内破坏性地震的震害资料统计给出，由于从1993年至今藏式民居分布地区出现烈度高于Ⅷ度的破坏性地震较少，因此在统计藏式民居破坏比以汶川8.0级地震、芦山7.0级地震以及九寨沟7.0级地震为主要参考依据。(2)统计结果表明，藏式土维护墙木结构与藏式石维护墙木结构这两种类型结构在历史破坏性地震中破坏比相近，表明两者抗震性能差别不大，在房屋类型统计中可归并为同类结构房屋考虑。(3)本文给出的藏式民居房屋地震破坏比统计值和震害矩阵的计算结果可供地震现场调查、灾害损失评估参考，也可用作地震灾害损失快速预评估和震害预测的模型参数。

[1] 国家质量技术监督局.中国地震烈度表(CB/T17742-2008).北京：中国标准出版社,2008.

[2] 国家质量技术监督局.地震现场工作第4部分：灾害直接损失评估(GB/T 18208.4-2011).北京:中国标准出版社,2011.

[3] 叶肇恒，宴金旭，毛利，等.川滇交界东部地区房屋震害特征研究[J].华南地震，2017,37(1):89-96.

[4] 叶肇恒，刘杨，毛利，等.2014年8月3日云南鲁甸Ms6.5级地震四川灾区震害特征分析[J].四川地震,2015(2):16-19.

[5] 唐硕.藏式民居结构构造及施工工艺研究[D].成都:西南科技大学，2016.

[6] 王磊，肖承波，凌程建，等.四川藏区传统民居建筑结构调查[J].四川建筑科学研究,2013,39(4):93-98.

[7] 李志强，侯建成，李洋,等.2013年4月20日四川芦山Ms7.0地震灾害特点分析[J].地震地质，2013,35(2):398-410.

[8] 王世元,何玉林,吴今生,等.四川芦山7.0级强烈地震高烈度区房屋震害特征[J].灾害学,2013,28(4):125-131.

[9] 周正华,魏景芝,王玉石,等.汶川8.0级地震房屋建筑震害特征[J].震灾防御技术,2008,3(4):384-390.

StudyontheEarthquakeDamageCharacteristicsofTibetanDwellingsinSichuanProvince

YE Zhaoheng, YAN Jinxu, YANG Luyao

(Sichuan Earthquake Agency, Sichuan Chengdu 610039, China)

The structure characteristics of Tibetan dwellings in Sichuan province are analyzed and divided into several types based on field survey and historical earthquake field data. The damage phenomenon and the characteristics of seismic disaster are studied according to the earthquake disaster data in Sichuan Province since 1993. By using statistic data analyzing of damage ratio in different intensities with different damage grades we provide reference for disaster loss assessment.

Tibetan dwellings; earthquake damage characteristics; damage ratio

2017-09-27

叶肇恒(1985-)，男，广东省肇庆市，工程师，主要从事地震现场应急工作，E-mail：272266530@qq.com.

P315.943

B

1001-8115(2017)04-0024-06

10.13716/j.cnki.1001-8115.2017.04.007