农房建筑之可靠性解决方法研究

李雪梅

（四川建筑职业技术学院，四川成都 618000）

0 前言

目前，中国有6亿多人在农村生活且户籍在农村。农村住房保障关系到国家整体的住房保障水平，农村住房由于历史悠久、传统文化习俗、建设方式、经济发展水平等因素的影响，住房建设设计、建设、监理等都没有完全纳入正常的建设之中房屋建筑法律程序和规定范围广，对农家乐的地质勘探、设计、施工、监理不严，住房保障尤其是农村抗震能力不足。通常采用当地材料，经济适用的房屋建筑，普遍采用钢材、混凝土、砌体、木材等复合材料，最好的选择是对农村住宅建设采取常规的行政技术类程序，根据现行国家和地方有关建筑抗震设计的法律法规，为保证和提高农舍的抗震性能，由于经济发展不平衡，生土结构也普遍存在，其基本抗震设计和处理方法，随着目前远、改性生土结构房屋的设计、施工和验收处于试点阶段，建设成本还有待进一步优化。

对前多次地震后的宏观、微观调查研究显示，原土建物的震害一般都很严重。在西部地区，在以往的大地震中受损或倒塌的农村房屋，有一半以上是土房。西北、西南地区危房比例高的主要因素是土坯农房。农村住宅建筑在抗震减灾方面处于“设防”状态，部分农村住宅建筑直接暴露在自然灾害风险中，潜在风险客观上是隐藏的。

1 乡村建筑结构形式

（1）夯土建筑。夯土建筑是世界上广泛使用的一种传统建筑方法。由于原材料的节能、环保、生态，不仅存在于第三世界的发展中国家，也引起了欧美等发达国家的重视。然而，传统的土工建筑在防水、耐久性、抗震性能等方面存在一些不足。因此，在过去的半个世纪里，欧美发达国家对土壤原材料及其施工工艺进行了大量的基础性和实践性研究，并将其应用于实际建设中。研究成果也克服了传统原土建筑的一些缺陷，形成了现代原土材料优化和应用的一些理论成果，具有广泛的应用、推广价值和效益。国外现代土基材料优化应用有两个发展方向。首先，针对欠发达地区的民生问题，重点发展价格低廉、安全耐用、便于人类建设的材料和乡土材料。其次，充分加强和探索新型土壤原材料的环保节能特性和新型与多样化材料相结合的优势。作为一种经济高效的生态建筑技术，它与住宅、公共建筑等现代建筑设计体系有机结合，提高建筑环境的整体效率。

随着我国社会经济的发展和新农村建设的不断深入，农村房屋的抗震设防越来越受到重视。通过就地浇铸石膏、柳树等纤维加强墙体强度和韧性，墙的变形能力得到加强，对加强墙体和建墙的力学性能进行测试和研究，如压缩、剪切和弯曲试验单项试验，土坯砌体的抗压试验，研究水平加载的加强墙体和土壤。采用钢网水泥砂浆加固法、玻璃纤维水泥砂浆加固法等现有加固技术，可以提高加固墙的抗震性能，保证原土结构的基本安全。

法国是土壤原材料推广应用很早的国家之一，对土壤原材料和施工工艺的研究也处于领先地位。自1970年以来，“国际生土建筑研究与应用中心”（craterre ensag）进行了系统的优化机制的基础实验研究传统生土材料，利用现代材料科学理论为基础，形成现代生土材料最适合土壤类型和各种材料的使用，只有调整原始土壤的组成关系，没有化学添加剂材料的优化理论。1976年，澳大利亚出版了一本地球建筑手册。新西兰还颁布了原土建筑设计、原土材料与技术、原土结构设计、覆盖土坯、夯土墙等三项标准。目前，一套新的原始土建筑结构设计和施工标准正在制定，以满足日益增长的需求，建设更多环境友好和可持续的建筑。日本有很多地震。根据日本的实际情况，在原土结构墙中布置一定数量的细长纤维，形成纤维墙的特殊结构形式，采用该技术建造的原土结构房屋，因其重量轻、韧性和延性好，能耗效果显著。

（2）砖木结构。通过对农村砖木结构房屋的抗震调查。国外农村地震灾害最严重的地区主要集中在土耳其、伊朗、巴基斯坦等发展中国家。由于这些国家的农村经济相对落后，大多数农民没有经济能力设计房屋的抗震性能。在土耳其、伊朗、巴基斯坦等国家，绝大部分领土都分布在断层带上，历史上曾发生过多次灾害性地震，造成了重大的经济损失和人口伤亡，其中大多数伤亡发生在乡镇。其主要原因是结构抗震措施的缺乏导致建筑物抗震性能的缺乏，并在地震中发生大面积倒塌。

（3）石结构。四川的石为主的构筑物主要分布在河谷、丘陵和高山中。村落建筑布局有序，空间组合形式多样，有些是以碉楼为中心的。主要原因是高原地区的地形很复杂，许多地区都覆盖着茂密的森林和特殊地质结构，导致缺乏基础条件和限制了国家建设的建筑，使其大多在小面积的基础上和高层的空间发展。藏、羌民居多为单体建筑形式，将厅堂、厨房、卧室、卫生间、畜栏、仓库等功能区集中在同一建筑内；同时，为了抵御严寒气候，采用小房间、小窗户和嵌入式壁炉的结构形式，使建筑内热量最大化；此外，碉楼建筑可以不断增加生产。它是一座靠山层层加高的高层建筑。村落四面环山，风光秀丽，体现了人与自然的空间环境。

四川藏族羌族村寨的石结构空间由石砌体、土房、碉堡等民居建筑组成，与瞭望塔、农田、山川河流相结合，形成原生态的多层次聚落空间。它们大多是大框架，建筑体积大，但房间不大。传统上有从整体组合方式到单体建筑和建设规模的规范。墙的底部是厚的，顶部是薄的，顶部的形状是大的和小的。建筑平面较为简单，一般为正方形平面，也有曲线直尺平面。建筑形式丰富多变，利用功能区设置与建筑形式的合理结合，满足日常生活、工业发展、自然防御和建筑安全的需要。

2 乡村建筑结构的挑战

（1）农房安全形势严峻。中国位于环太平洋和欧亚地震带。地震活动具有地震频发、分布宽、烈度高、震源浅、灾害严重等特点。同时，我国地震区域人口密度大，加之建筑抗震性能不足。乡镇建筑抗震水平普遍偏低，甚至历史久远的没有抗震能力。中国因这些原因造成的地震伤亡人数还是偏多，与生命至上安全第一的要求有一定差异。

由于经济技术水平不高，生土结构和砖木结构以其施工简单、成本低的优点被广泛应用于传统的住宅建筑中。但居住条件和维护资金的限制，原土结构砖木结构房屋往往缺乏有效的维护。此外，结构的完整性差，而且作为重要的结构构件，木材容易腐烂和蛀虫吃掉。

（2）农房安全意义重大。提高农村住宅抗震设防能力，对农村经济社会稳定发展具有基础性重要性。全面建设小康社会，也迫切要求改变农村房屋的抗震设防的现实薄弱基础，提高农村普通房屋的整体抗震能力，确保农村经济社会的可持续发展。通过对农村住宅抗震能力现状的研究，提出有效的抗震措施，也是做好农村房屋抗震设防工作的关键。

全国在实施的乡村振兴战略，对推进全面建成小康社会、实现中华民族伟大复兴的中国梦、推进“四化”同步、促进城乡融合发展、传承和弘扬中华农耕文明等具有重大而深远的现实和实践意义。目前各地仍存在较多的以土坯墙或夯土墙为主要承重构件的土坯房，随着时间的推移和面对自然灾害这些现实情况都可能带来极大的风险。

（3）农房安全是人民需求。在农房的设计中，农户人身安全，劳作需求、生活习惯需求，经济承受能力等问题，都为生存需要，在数次的地震中，生土结构房屋和砖木结构房屋破坏最为严重，而大部分破坏严重的农房为贫困户、低保户、贫困残疾人家庭，对这部分农房的改造主要为安全改造，关系到农户的切身利益。而随着经济的发展，部分农户对农房的改造不仅是安全需求，农房的建筑设计是否符合安全标准、户型是否满足家庭人员需求、室内环境是否美好、新能源是否得到全面利用、农房传统特色、整体艺术效果是否得到延续等都是农户对农房提出的逐步递增的要求。除此之外农房设计对于村庄整体风貌、传统文化的传承等有贡献性作用的要求，人们对精神愉悦、心情舒畅方面的生活美好需求越来越高。

3 乡村建筑结构安全的路径

（1）解决土坯房改造中的可靠性问题。由于经济条件和地理条件的限制，土坯房的施工过程一般没有正式的设计图纸。根据当地的传统习俗，由当地的建筑商建造，因此有可能形成相对单一的建筑结构。已有的生土结构的房屋中也受到不同程度的破坏。在水泥中添加硅溶胶、粉煤灰，形成改性水泥砂浆对土坯进行喷射，硅溶胶起到了土坯与砂浆、粉煤灰的界面剂，研究硅溶胶与土结合机理，硅溶胶与粉煤灰在不同土坯中的掺合比例，形成最有效的改善墙体强度，并具有一定防水性的材料；采用墙体内外挂钢丝网，用改性水泥砂浆喷射，形成成熟、便捷的施工工艺解决土坯墙体抗震性能。

（2）解决砖木结构改造中的可靠性问题。砖木结构建筑由于早期建造，缺乏正常的维修和维护，随着时间的推移，容易出现问题。通过对该类建筑现状的调查，分析该类建筑的施工特点和抗震性能，包含房屋的平面布局、地基与基础、屋盖结构体系、墙体承重体系及连接构造，通过增加构造措施，增强房屋韧性，加强抵御地震等自然灾害的能力。

（3）保留传统建筑结构的可靠性问题。藏族和羌族传统民族建筑的历史、宗教、地域、艺术和审美特征是民族文化的体现。民族建筑艺术的保护、传承、创新和发展需要引起社会各界的重视。通过对藏、羌传统民族建筑的研究，实现传承与更新的统一，提升民族建筑的艺术价值和社会价值。

4 小结

我国地域辽阔，自然地理和社会经济条件差异很大，不同地区建筑材料的使用和建筑习惯也不相同，导致不同地区的住房建设特点不同。传统的乡村建筑结构有三种，其施工特点和抗震性能包括平面布置、基础与基础、屋面结构体系、墙体承重体系和连接结构。随着人们住宅观念的改变和传统手工艺人的消失，传统夯土建筑的大量核心技术逐渐丢失。在相互攀比的心理作用下，一些农村房屋的层高、深度和门窗尺寸都在增加，这使得抗震性灾害的风险越来越高。只有把握住农村住房改造的可靠性，才能提高农村住房的安全性，确保农村住房不因时间的推移而受损。