农用房屋结构的抗震性能研究及改进措施

刘洋，刘培玲

（重庆文理学院，重庆 永川 402160）

0 前言

近年来地震频发，每一次大地震的发生都带来了巨大的经济损失和人员伤亡。但由于农村房屋缺乏规范性，大多数农村地区的房屋都没有采用抗震设计理念，每次地震的发生都给一些农村地区带来毁灭性的破坏。农用住房通常由农户自费修建，从类别来看，农用住房结构分为砖混结构、土坯结构以及钢筋混凝土结构等类别。通常情况下，砖混结构房屋在农村占比重非常大，土坯结构与钢筋混凝土结构较砖混结构房屋相比要少得多。查阅我国农业普查相关资料，分析表1（农用住房结构类型数据表）数据，很容易发现我国农用房屋结构在逐渐趋于安全化，结构从不稳定的竹草土坯结构、砖木结构向相对稳定的砖混结构和钢筋混凝土结构过渡[1]。但是砖混结构在设计过程中，往往只考虑居住面积，而忽视农用住房的整体结构。在汶川大地震中，很多农用房屋都是因为缺乏合理的结构设计，最终导致了农用房屋倒塌，造成重大人员伤亡[2]。虽然汶川地震已经过去十余年，灾区的农用房屋已经得到了改善，但是农用砖房在抗震中也存在一定不足。所以，本文则是结合农用房屋的抗震现状，从而提出农用房屋的抗震改进措施。

农用住房结构类型数据表 表1

2 我国农用房屋抗震现状与地震灾害数据统计

我国农用房屋通常是由砖石、木材、混凝土等物质构造而成的。通常情况下，我国农用住房可以抵抗6级以下地震，如果地震大于6级，农用房屋容易发生倒塌。由于房屋结构的抗震性能不好，所以在地震作用下破环严重，达不到“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设防水准。房屋倒塌原因主要是由农用房屋结构与构造部位所决定的。下面是我国农用房屋在遇到地震的时候发生倒塌或失稳的原因。

2.1 地基不稳导致房屋主体结构倒塌

目前我国很多农用房屋在地基构造上并不牢固，在地基构造中，都没有充分夯实地基，而且地基构造深度非常的浅。因此，不牢固的地基，就会导致农用房屋结构局部沉降，甚至会导致整体结构塌陷。在强震来临的时候，农用房屋的主体结构由于地震摧毁力量而破坏，最终房屋上部结构就会因为下部结构破坏而发生倒塌。

2.2 构件出现裂缝导致房屋结构失稳

由于我国很多农村地区在修建房屋的过程中受经济条件的影响，房屋质量达不到要求，农用房屋遇到强烈地震之后，导致农用房屋结构发生很大的变化，很容易出现墙壁开裂，这种裂缝往往是从墙角开始，沿着墙面延伸[3]。又因为墙体中的砖多为空心砖，墙体的密实度不足，导致墙体出现裂缝。而这些裂缝的存在，对农用房屋结构都会产生很大的影响。

2.3 混凝土配料不合理导致结构损坏

农用房屋在修建过程中，会用混凝土或者是三合土等材料作为砖混的衔接材料，尤其是在混凝土的配料过程中，受混凝土的级配、水灰比以及外加剂等因素的影响，无法让混凝土完全发挥应有的作用。混凝土配料过程如果不严格按照规范要求执行，农用房屋在遇到强震时，导致混凝土的实际强度与理论强度差别较大，从而导致结构损坏。

2.4 房屋设计达不到规范要求导致结构失稳

农用房屋的结构设计过程是非常重要的，应该参考当地的设防烈度和抗震设防标准等因素对结构进行设计。但是在很多地区，农用房屋的结构设计往往具有一定的随意性，达不到规范要求。所以每当出现强震的时候，农用房屋的主体结构就会出现裂缝。尤其是多层的房屋结构，只要受力不均匀，就容易出现不均匀沉降、倒塌等严重后果。

总的来说，当前大多数地区农用住房结构抗震设计并不合理，强震很容易导致房屋的墙壁出现裂缝、地基出现不均匀沉降、甚至发生倒塌，而且在混凝土配备过程中经常会受各种外界因素的干扰导致混凝土的强度达不到标准要求。所以现阶段多数地区农用房屋的抗震性能并不好。

近年来地震灾害的相关统计数据如表2～表4所示[4]。

唐山市某地区多层砖房震害统计表 表2

各类结构房屋不同程度破坏比例[5] 表3

3 农用住房改进的措施

农用住房改进应该从房屋的结构、房屋的建造方法以及地基的承载力等方面进行改进。尤其是房屋的结构，良好与坚固的结构，可以有效地抵御不同级别的地震。在特大地震中，农用房屋表现得非常的脆弱，可以适当的调整农用房屋的尺寸，让农用房屋具有更好的抗震防震性能。当然现阶段很多农用房屋的抗震与防震设计，都没有具体的图纸，完全根据经验进行设计，不进行承载力验算，促使结构有太多的不确定性。所以农用住房要想进行防震减震，就必须要选择合理的结构、适当的强化地基、采用安全度高的结构等一系列设防措施。

下面是根据对比和分析近年来的震害数据，提出的农用住房改进措施[6]。

3.1 夯实地基基础

农用住房抗震性能的最大问题，就在于夯实地基基础。分析表2数据可知建筑物在选址时应该尽量选择坚硬的天然地基，如果选择人工地基应该采取相应的措施夯实地基。地基应该与整座房屋的力量保持均衡，在地基中，不仅要加强夯实地基基础，并且在地基中，桩基础应该挖的更深。通常情况下，一般的农用住房高度在5～10m，桩基础最多只有1m。如果要提高整座房屋的抗震性能，在桩基础施工，也需要深挖1～2m，在地基中采用钢筋混凝土结构。地基稳固，那么整座房屋才能有效防范各大地震。

3.2 采用安全度高的结构

分析表3数据可知，不同的结构类型在遇到地震时破坏程度也不同，例如砖混结构、钢筋混凝土结构等优质结构较其他结构来说破坏程度要低得多。农用住房需要大量采用砖、混凝土等混合结构，在农用房屋的专用结构与关键部位，都应该采用混凝土[7]。目前很多农用住房的关键结构都是砖混结构，在砖混结构条件下，农用房屋在抗震性能上会受到很大影响，采用这种结构，可以采取很多措施来做好防震。而且，在砖混结构中，还可以加入一些有利的外加剂，这样可以更好地提高农用房屋的坚度。

3.3 尽量采用现浇结构或装配整体式结构

从结构的整体性来说，现浇结构比装配式结构要优越一些，分析表4数据可知，多层现浇屋盖砖房在遇到地震灾害时比装配式屋盖砖房更结实。我国现阶段装配式技术还不是很成熟，多采用的是装配整体式结构，有效地融合了现浇结构和装配式结构的优点，很少出现全预制结构。由于装配式结构具有施工快、工期短等优点，一些地区仍在采用全预制结构，但是当地震发生时全预制结构成了致命性的建筑，由构件的破坏倒塌导致人员伤亡。故农用住房结构应该向安全的结构发展，逐渐淘汰全预制装配式结构，尽量都采用现浇或者整体装配式结构。

3.4 建筑尺寸应该具有规则性

农用住房提升抗震水平，可以对建筑尺寸进行合理的设计。在平面设计之中，房屋的高度与宽度应该满足相关的规范要求。而且房屋长宽也应该保持合理的比例。在平面设计中，尺寸设计也不应该过长，墙体应该达到3m左右，竖向应该做到均匀，做到建筑的均衡受力。另外在建筑设计中，也需要做到对房屋角度进行充分控制，适度地提高农用住房墙壁的厚度，适当的设计建筑平面面积，不宜过大。

3.5 保证墙体的硬度

农用房屋，目前在墙体中，通常采用的是空心墙体，在硬度与韧性防范并不够。因此需要充分提高墙体的硬度。农村住房中，通常情况下，都是采用土坯与砖混。砖混应该适当增加一定的韧性，加入一定比例的水砂，通过水砂充分地提高墙体的硬度。而且在墙体结合的地方，也需要在圈梁、以及角落，提高墙体的硬度。在配备混凝土与砖混中，也需要合理配备水、砂石等的比例。

3.6 墙体结合部需要配上钢筋

对于砖混墙的结合处，需要配上适当的钢筋，并且设置一定的安全尺寸与距离，这样可以改善砖混墙的受力程度，使得墙体结合处能够受到更多的力量冲击，整体结构不会因为墙体结合部被拉坏而导致结构破坏。

总的来说，农用住房应该充分地改进结构，合理的运用抗震设防标准。当然最重要的是还是夯实地基基础，因为不管是什么样的建筑，都需要投入大量的物力和财力来夯实地基。而且对农用住房来说，还需要保障墙体硬度，因为墙体承受了大部分的竖向荷载。在建筑的尺寸规划中也应该具有层次与规则性。

4 结论

农用住房的安危这也关系到我国农民的安全，我国很多农村地区在设计农用住房过程中，都缺乏整体的规划，对农用住房的结构与物质、尺寸规划、地基基础也缺乏一定的规划，在建筑尺寸设计中，一味地追求空间大而忽视了房屋的承载能力，最终导致农用住房的抗震性能非常弱势。我国农用住房出现的这些问题，这也是我国现阶段在抗震预防建设中的不足，而且在众多的农用房屋结构中，农用住房的抗震性能普遍不高，受力力度也普遍不好，应该花费大量的费用去进行结构设计以及结构承载能力验算等必要的安全措施。在农用住房设计中，需要多尺寸进行设计，对建筑物的尺寸进行充分优化，不仅增加活动空间还提高墙的韧性与厚度。在关键部位还需要加强局部的刚度，这样一来才能够更好地提高其防震抗震能力。本文通过改进农用房屋的结构设计、房屋建设过程中的规范性以及其他措施，在一定程度上加强了农用房屋的抗震性能。