宁蒗5.5级地震农房震害调查与分析

戴必辉，陶 忠，Wahab，裴玉磊，黄荣贵，燕 钊

（1.西南林业大学土木工程学院，云南 昆明 650224；2.昆明理工大学建筑工程学院，云南 昆明 650500；3.云南省抗震工程技术研究中心，云南 昆明 650500）

引言

2022 年1 月02 日15 时02 分06 秒，云南省丽江市宁蒗县境内发生5.5 级地震，震中（27.79°N，100.65°E）位于泸沽湖附近，震源深度10 km。宏观震中位于永宁断裂和田坝东断裂交点附近，永宁断裂东侧，田坝东断裂以南，永宁镇温泉村中瓦都、上瓦都和永宁村嘎拉一带，距宁蒗县60 km，距四川木里县64 km，是大陆地区2022 年遭遇的第一次5 级以上地震。截至1 月4 日，地震共造成30 人受伤，宁蒗县永宁、拉伯、翠玉、红桥4 个乡镇6 455户26 797 人受灾，民房受损8117间。地震还波及四川省部分地区，造成木里县依吉、俄亚、屋脚3 个乡镇和盐源县泸沽湖镇部分民房受损。根据2016 年修订的GB50011—2010《建筑抗震设计规范》，宁蒗县抗震设防烈度由原来的7 度（0.15 g）提高到8 度（0.20 g）［1］，1 月6 日云南省地震局发布《云南宁蒗5.5 级地震烈度图》［2］显示，灾区（VI度或6度以上）总面积1 501 km2，云南、四川分别为1178 km2和323 km2，震中最高烈度VII度（7度）区面积63 km2，主要涉及宁蒗县永宁镇，覆盖永宁村以北大部及温泉村、泥鳅沟村部分地区。

宁蒗-盐源地区地质构造复杂，多条活动断裂既有交叉隔断又有切错复合，导致该区域地震灾害频发，为滇西北地震多发区，有“地震窝”之称［3］。历史地震记录显示，1976 年11 月7 日和12 月13 日，盐源连续发生6.7级地震和6.4级地震；1998年10月至11月，宁蒗县境内连续遭遇3次5级以上地震，其中震级最高一次发生在11 月19 日，达到6.2 级；2001 年5 月24 日，宁蒗-盐源之间发生5.8 级地震。此次地震之前，发生在宁蒗县境内最近一次地震是2012 年6 月24 日的5.7 级地震，震中同样位于永宁镇，地震造成4 人死亡，28 人重伤，414人轻伤，大量民房毁坏，直接经济损失77 154万元［4］。当地群众对地震时的情景记忆犹新，大量传统木结构土墙围护房屋梭瓦掉瓦，夯土墙体严重破坏甚至坍塌，部分木构架受损变形。调查走访了解到，很多现役农房都是宁蒗“6·24”震后恢复重建的房屋。此外，1996年丽江7.0级强烈地震中，宁蒗大部分地区烈度达到6～7度。

由于我国农村房屋长期以来并未完全纳入建筑抗震管理体系，设计和建造都是村民或本地工匠完成，导致各地农房在建筑、结构和构造上存在很大差别，房屋抗震能力参差不齐，这种现象在少数民族聚居地区更加突出，农房抗震防灾能力短板明显。对于这类农房，只有通过实地踏勘震害，分析房屋破坏特征和震害原因，才能更有针对性地提出抗震加固和恢复重建的改进措施［5］。宁蒗“1·2”地震发生后，受云南省住建厅委托，笔者随昆明理工大学抗震工程技术研究中心应急评估工作组赶赴灾区，前往震中永宁村开展农房震害调研，本文主要针对震中区摩梭人农房震害进行实地调查和分析，也是此次工作的部分成果。

1 当地农房概述

震中永宁镇是“女儿国”摩梭人政治经济文化的中心，位于丽江市宁蒗县北端，向东、向北分别与四川盐源县、木里县接壤，境内居住着摩梭、彝、普米、纳西、壮、藏族等11个少数民族，占总人口的80%以上，其中摩梭人数量最多，占全镇人口的40%，是一个以摩梭人为主，多民族聚居的高原镇，特色民居比例达60%。此次地震震中位于永宁摩梭传统聚落分布区域，大量农房遭到破坏，这些传统民居是长期以来摩梭人民俗文化、宗教信仰、生产方式、生活习惯等人文特性与当地自然环境相互融合的产物，是摩梭文化的重要载体。摩梭人至今仍然保留着母亲为主体、女性崇拜为核心的家庭组织形态，其婚姻形式实行男不娶女不嫁的走婚制［6］。此外，摩梭人同时信仰达巴教和藏传佛教，几乎家家设经堂，由成年男性专门从事宗教活动。可以说，母系家庭、走婚制和宗教信仰占据了摩梭人民族文化最重要的部分，同时也对其民居平面布局、建筑造型乃至结构做法的形成起着决定性作用。

实地调查显示，典型的摩梭民居在平面上呈合院布置，因其母系家庭人口众多，总体格局较为宽敞，由祖母房（正房）、经楼（经堂）、花楼和草楼四面合围而成，如图1所示。祖母房是摩梭院落的核心建筑，均为单层，是家中最有威望的祖母的住室，同时也承担日常炊事餐饮、议事会客、祭祀供奉等功能，室内空间围绕正室呈回字形布置，外圈由前室、后室、上室、下室组成，分别具有不同的功能用途。其中，正室的布局和使用功能最具特色，往往根据火塘以及由男柱、女柱组成的木构架对其功能空间进行无形分割，体现了摩梭人精神信仰的外在表达和文化生活的约定俗成，因此正室的建造和装饰也是摩梭民居中最为讲究的部分之一。祖母房一侧的经楼因专门用于从事宗教活动而得名，一般是庭院中最高的建筑，多为两层，四架三间一字形布置最为常见，上层居中一间供奉佛像，两侧各间用于收藏经书和设佛龛，下层各间可为家中成年男子（如舅舅）居住或储存物品。花楼与祖母房相对，是摩梭人走婚制度的产物，一般两层，也是一字形布置，底层用来堆置杂物，有时也会留出一间作为出入院落的通道，二楼是成年女子迁出祖母房后的独立住所，用木板分隔成独立的小房间，装饰精美，用于走婚。草楼也就是牧畜房，与经楼相对，两层一字型布置，低矮简陋，楼下用于圈养牲畜，楼上用于存储粮食或堆放草料，属生产用房。调查发现，摩梭农房的屋顶也很有地方特色，除了村镇房屋中常见的人字形坡屋顶，九脊歇山顶也广泛用于祖母房、经楼和部分花楼中，歇山顶在我国古建筑屋顶样式中等级仅次于庑殿顶，常见于宫殿中的次要建筑、宗教建筑和住宅园林中，永宁摩梭民居采用此种屋顶形式可能与摩梭人信奉藏传佛教有关。

图1 永宁地区典型摩梭民居Fig.1 Typical rural residence of Mosuo in Yongning

永宁地区森林资源丰富，同滇西北其他少数民族一样，摩梭人对木材的偏爱似乎有一种源于自然崇拜的精神基因，虽然现代建筑营造技术和建材不断渗透融入，但摩梭民居的结构形式仍然以木结构为主。传统的摩梭民居是一种古老的井干式木结构建筑，当地称作木楞房，这种结构建造工艺简单，没有立柱和大梁，直接在整平的地基或垒砌的石基上用圆木或半圆木层层叠置形成承重墙体，在转角和纵横墙交接处木料开槽交叉扣紧，四面合围构筑成盒状房间，年代久远的祖母房和草楼多属此类结构。新建房屋为了扩展使用空间，往往会在木楞房中嵌入木构架，形成坡屋顶的外廊和挑檐部分，如图2 所示。建造木楞房需要耗费大量木料，由于树木采伐管控下木材价格偏高，在新建农房中已很少采用这种结构形式，更多的情况是在木构架外立面的立柱之间垒叠圆木或半圆木形成围护墙体，同时保持井干式外观以体现文化特征，如图3所示。

图2 传统摩梭木楞房Fig.2 Traditional log structure house of Mosuo

图3 改进的木楞房Fig.3 New log structure house

摩梭人农房中木构架承重、生土墙体围护的结构形式常见于经楼、花楼和部分草楼中，这种结构体系与滇西、滇西南和滇南农村地区广泛采用的木结构较为相似，立柱浮搁于础石之上，梁（枋）柱通过榫卯连接形成穿斗木构架，架间依靠二层楼楞和柱顶檩条纵向拉结，竖向和水平荷载均由木结构承担，建造时先立架后成墙，墙体仅起围护作用［7-9］，如图4所示。2012年宁蒗“6·24”地震后，该区域大量围护土墙遭到严重破坏，震后恢复重建时大多采用砖砌体替换受损土墙，将其转换为木构架承重、砖墙围护的结构形式，部分房屋在立柱位置增加墙厚形成扶壁，如图5 所示，很多新建农房也延用此种做法。此外，摩梭农房采用的歇山式屋顶要求木构架顶层大梁必需向两端挑出，同时在转角处需要增设挑梁和矮柱以支承四条戗脊，木构连接颇为复杂。

图4 土木结构农房Fig.4 Timber structure rural residence enclosed by earth wall

图5 砖木结构农房Fig.5 Timber structure rural residence enclosed by brick wall

2 农房震害及分析

此次现场调研主要针对永宁镇温泉村、永宁村和泥鳅沟村等震中区域（7 度区），其中温泉村瓦都小组灾情最为严重。结合震后应急评估统计数据，在评估的永宁镇2 896 栋自建民房中，基本完好或轻微损坏的占60.39%，中等破坏的占32.70%，严重破坏或局部倒塌的占6.91%，其中瓦都小组107 栋自建民房22 栋基本完好或轻微损坏，68 栋中等破坏，17 栋严重破坏或局部倒塌，占比分别为20.56%，63.55%和15.89%，永宁镇和瓦都小组民房受损情况统计如图6所示。

图6 民房受损情况统计Fig.6 Statistics on seismic damage to rural houses

近年来，随着农村经济水平的提升和抗震安居工程、农村危房改造工作深入开展，当地政府依据各级部门出台的农房加固技术标准、指南、导则和指导图册对农房进行修缮加固，永宁地区摩梭农房的抗震性能得到明显改善，与2012年宁蒗5.7级地震相比震害和损失明显减轻。调查发现，震中区域受损较为严重的是木构架承重、土墙和砖墙围护房屋，木楞房震害较轻。最普遍的震害现象是屋面梭掉瓦和围护墙体破坏，房屋无整体倒塌。典型震害及分析如下：

（1）屋面震害

黏土瓦屋面在地震中普遍梭瓦掉瓦，部分房屋瓦片几乎全部掉落，厚重的黏土瓦和硬化后的粘结材料砸破吊顶直接落入室内，经修缮的磁瓦屋面基本完好，屋脊处用于装饰而增加的黏土瓦部分滑落，屋面典型震害如图7所示。同一区域内屋面震害也会有很大差别，分析认为，木楞房因为良好的整体性和变形协调性屋面震害普遍较轻，木结构房屋因为木构架和围护墙体的相互碰撞使震害加剧，歇山顶屋面的翘角因脆性材料高空悬挑而受损掉落。瓦屋面的震害与修建的年代、采用的粘结材料和做浆工艺息息相关，服役年限长、采用强度较低的石灰浆和砂浆上瓦、不做浆或部分做浆以及做浆不饱满三种情况下，屋面震害较为严重。此外，村民描述地震时屋面瓦剧烈“簸动”，证明震中竖向地震作用非常强烈。

图7 屋面典型震害Fig.7 Typical seismic damage to the roof

（2）围护墙体震害

生土墙体普遍开裂，以竖向裂缝为主，常见于墙柱连接部位，部分墙体檐口支承挑梁部位开裂、局部坍塌，极少数房屋山墙外闪坍塌，如图8所示。

图8 生土墙体典型震害Fig.8 Typical seismic damage to the earth wall

砖砌墙体多数开裂，无坍塌现象，主要破坏有：墙体开裂（包括斜裂缝、水平裂缝和X 裂缝），门窗洞口角部开裂，木柱与墙体交接处的竖向裂缝，横梁与墙体交接处的水平裂缝，扶壁支撑挑梁处劈裂等，如图9 所示。生土墙体和砖砌墙体都属于脆性材料，水平地震作用下容易开裂破坏，相比之下，夯土墙的抗拉抗剪强度更低，因此墙体严重开裂甚至局部坍塌，砖砌墙体以开裂破坏为主，震害相对较轻。分析认为，调查区内作为木构架围护结构的砖砌墙体单层高度一般在2.7 m 左右，大多不设拉结钢筋，既无构造柱也无圈梁，这是砖墙普遍开裂受损的主要原因，与此同时，柔性木结构与刚性墙体在地震中变形不相协调，相互碰撞加剧了墙体震害，在没有足够拉结措施时，二者相交位置的墙体最易受损。此外，砖砌墙体的施工技术水平对其抗震能力也有很大影响，通过调查震害相对较重的围护砖墙发现，砌筑砂浆强度不高、砖墙组砌形式不当、灰缝砂浆不平整饱满等现象非常普遍。相关研究表明，夯土墙体采用掺合料改性、边框约束等方法［10］，砖砌墙体采用高延性混凝土技术、增设与木结构拉结措施等方法［11-12］，都能有效提高墙体的水平抗剪承载能力和变形能力，减轻墙体震害。

图9 砖砌墙体典型震害Fig.9 Typical seismic damage to brick wall

（3）木结构震害

传统摩梭木楞房震害较轻，除部分屋面受损外，木结构基本完好，少数使用年限较长的木楞房地震后加重了原有变形，如图10所示。改进的木楞房结构体系发生了明显变化，垒叠的横木仅作为围护结构，未见有明显震害，地震荷载主要由木构架承担，该类房屋木结构的震害现象与木构架承重，土墙、砖墙围护房屋相似。

图10 木楞房典型震害Fig.10 Typical seismic damage of log house

分析认为，木楞房的抗侧能力主要来自横木两端开槽后相互咬合的榫卯接头，由于木料首尾交叉层层垒叠，数量充足的榫卯节点能够在地震中通过节点区木材的摩擦和嵌压提供稳定的水平承载力，因此抗震能力较好，但使用年限较长的房屋节点处容易虫蛀糟朽，横木间咬合力降低，抗震能力变差。调查中没有发现木料咬合处有明显变形和损伤，但村民描述地震时房屋除了有急促的“嘎吱嘎吱”声，部分接头处横木还产生了错位，地震后又恢复到原来的位置，这说明木楞房咬合接头具有一定的变形恢复能力，值得进一步深入研究。

调查发现，改进的木楞房，以及木构架承重，土墙、砖墙围护房屋木结构体系基本完整，梁（枋）柱构件无明显破坏，部分房屋柱脚滑移倾斜，观察到的最大滑移量超过10 cm，但未发现有立柱从础石滑落，少数房屋有横梁从墙体中轻微脱开，以及纵向联系枋从立柱中拔榫的现象，如图11所示。

图11 木结构典型震害Fig.11 Typical seismic damage to timber structure

分析认为，该类房屋主要依靠木构架承担地震荷载，与摩梭传统井干式木构技艺不同，木构架多为穿斗抬梁混合形式，立柱柱脚浮搁于础石之上，地震时允许柱脚少量滑移，起到隔震效果，梁柱构件采用不同形式的榫卯节点连接，节点依靠榫头与卯口间木材的摩擦和嵌压提供转动刚度并消耗部分地震能量，同时穿枋、二层楼盖和檩条形成的纵向支撑使各构架形成稳固的空间受力体系，共同抵御地震破坏。相关研究表明，这类具有传统木结构营造特性的房屋往往具有较好的抗震和变形性能，采用扒钉、铁箍、角钢、弧形钢板、碳纤维等方式加固后榫卯节点可以达到破坏前的抗震性能［13］，采用阻尼器加固则有助于改善节点的抗拔榫能力，增加木结构的变形恢复能力［14］。

（4）其他震害

调查发现，摩梭民居往往习惯通过独栋的祖母房、经楼、花楼和草楼合围成一个相对密闭的内院，建房过程中有时会特意使两栋建筑靠拢，有时会利用两栋建筑之间的多余空间搭设简易房屋，用于堆放粮食、杂物，这些附属结构建造较为随意，体系松散，在地震中受损较多，如图12 所示。此外，高出屋面的烟囱和水箱、外院的围墙等也有不同程度受损破坏，如图13所示。

图12 附属结构受损Fig.12 Seismic damage to subsidiary structures

图13 其他震害Fig.13 Other seismic damage

房屋建筑所处地形地貌可能导致同一区域灾害分布不均匀，这种情况在调研中也有体现。永宁镇地处滇西北横断山脉的中段，总体地貌呈盆状形分布，摩梭聚落大多分布于山脚与平坝交汇地带。调查发现，相邻的同种类型房屋震害也会有差异，说明在地形、地质等因素影响下，地震能量的传递和释放有一定随机性，总体上看，调查范围内平坝区房屋的震害要略轻于山地区，特别在坡地垒砌石基上和临沟临坎处房屋震害有加重的迹象，这也提醒工程抗震工作者必须重视科学选址在农房建设中的重要性。

3 结论与建议

（1）永宁地区摩梭农房在文化背景、建筑特色和结构形式上独具特色，具有一定保护利用和研究开发价值。该区域地震多发，鉴于该类农房与其他地区和民族特色农房在结构体系和抗震构造上的不同，在房屋抗震能力提升和宜居改造中更应注重震害调查工作，从地震破坏机理和震害分析中不断总结经验。

（2）调查显示，摩梭传统木楞房部分梭掉瓦，木结构整体完整，少数使用年限较长的房屋变形加重。木构架承重，生土墙、砖墙和木楞墙围护结构房屋普遍梭瓦掉瓦，生土墙体普遍开裂，局部坍塌，少数生产用房山墙外闪，砖砌墙体普遍开裂，少数破坏严重，无坍塌现象，木楞墙基本完好，木构架部分柱脚滑移，少数横梁与墙体脱开或拔榫，整体木结构基本完整。

（3）震害分析表明，当地农房受力体系以木结构为主，具有较好抗震和抗变形能力，破坏主要发生在黏土瓦屋面、夯土墙和砖墙等脆性围护构件，建议在保留民族传统特色风貌基础上，灾后恢复重建中尽量减少使用黏土瓦屋面，取缔夯土墙，采用高延性混凝土等新材料加固砖砌墙体，并增设与木结构必要的拉结措施。

（4）从调查结果来看，此次地震中当地木结构农房成功经受住了7度地震考验，但根据2016年调整的宁蒗县8度（0.20 g）抗震设防目标，房屋抗震防灾能力还需进一步提升，建议继续实施农房抗震加固工程，采用新技术、新材料对木结构梁柱构件进行修缮，对榫卯、柱脚等节点区进行加固。

（5）震后恢复应协调好摩梭风貌特色保护和安全农房宜居改造，灾后重建应做到多规合一全局统筹乡村建设，抓住机遇做好巩固脱贫攻坚成果同乡村振兴有效衔接。

致谢：

调研过程中得到了云南省住建厅、丽江市住建局、宁蒗彝族自治县住建局的支持和配合；永宁镇人民政府和当地基层干部的大力支持；云南省住建厅提供永宁镇和温泉村瓦都小组自建民房应急评估震害统计数据，在此深表感谢！