黃土地區(qū)生土建筑震害特征及防災(zāi)對策研究

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1、黃土地區(qū)生土建筑震害特征及防災(zāi)對策研究摘要:生土建筑在我國黃土地區(qū)廣大農(nóng)村仍占相當(dāng)比例，歷次地震，房屋破壞嚴(yán)重。因此，加強(qiáng)對黃土生土建筑抗震性能的研究具有重要意義。通過對陜、甘、寧、青、晉等省(區(qū))黃土生土建筑民房的現(xiàn)場調(diào)查，將黃土地區(qū)生土建筑劃分為5種類型，闡述了其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。根據(jù)黃土地區(qū)地震中生土建筑的破壞情況，闡述了不同類型生土建筑的震害特征及致災(zāi)機(jī)理，并對其在不同地震烈度下的震害結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，給出了各類生土建筑在地震烈度VI一X情況下的震害預(yù)測結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，針對當(dāng)前民房建設(shè)中抗震設(shè)防存在的問題，提出了相應(yīng)的預(yù)防對策。關(guān)健詞:黃土;生土建筑;震害;預(yù)防對策中圖分類號(hào):

2、TU435生土建筑具有就地取材、因地制宜、施工簡便的優(yōu)點(diǎn)，且經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因此在我國西部廣大村鎮(zhèn)，尤其是經(jīng)濟(jì)尚不寬裕的地區(qū)仍在采用。生土建筑主要包括平房和窯洞兩種型式。黃土地區(qū)的平房以黃土土坯墻或土筑墻承重的房屋占相當(dāng)大的比例，這類房屋延性差，抗剪抗彎強(qiáng)度均較低，加之場址選擇不當(dāng)、地基處理不善、砌筑質(zhì)量較差、規(guī)劃布局存在缺陷以及農(nóng)民建房受傳統(tǒng)觀念的影響等原因，在多數(shù)情況下，震害要比其它結(jié)構(gòu)嚴(yán)重。因此，分析研究黃土地區(qū)生土建筑震害機(jī)理及特征，合理評(píng)估其震害程度并采取相應(yīng)的預(yù)防措施，對于減少本地區(qū)地震災(zāi)害損失具有重要意義。　　作為生土建筑另一種型式的黃土窯洞在我國有悠久的歷史，特別是在西北

3、黃土高原，由于自然地理環(huán)境、地質(zhì)地貌、氣候條件及經(jīng)濟(jì)狀況等原因，黃土窯洞成為一些地區(qū)農(nóng)村民居的主要建筑形式之一。據(jù)粗略估計(jì)，我國目前尚有相當(dāng)多的人口居住在黃土窯洞內(nèi)，窯洞總建筑面積約2億多擴(kuò)。在窯洞分布區(qū)域中，有45%的地區(qū)的地震烈度在7度以上。近些年來，隨著人口的不斷增加和人們生活質(zhì)量的迅速提高，對土地資源的過度利用已釀成性質(zhì)和后果極其嚴(yán)重的災(zāi)害[‘]。窯洞作為節(jié)約耕地的一種特殊建筑，對其進(jìn)行合理的開發(fā)與利用，在可耕地逐年減少、生存環(huán)境不斷惡化的今天，尤其具有重要意義。因此窯洞抗震問題應(yīng)予以重視?！　?黃土地區(qū)生土建筑類型為了了解黃土地區(qū)生土建筑的類型和抗震現(xiàn)狀，我們考察了陜、甘

4、、寧、青、晉等省(區(qū))100多個(gè)村鎮(zhèn)的民用建筑?？梢钥闯觯匀粭l件、生活習(xí)俗、特別是經(jīng)濟(jì)狀況是導(dǎo)致各地區(qū)民用生土建筑類別存在差異的主要原因。生土建筑抗震性能主要取決于承重體系整體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，基于此，以生土建筑的承重體系作為劃分生土建筑類型的依據(jù)，將西北黃土地區(qū)常見的生土建筑劃分為5種類型〔’}，即:木架承重房屋、墻體承重房屋、混合承重房屋、土坯拱房和黃土窯洞。　　1.1木架承重房屋該種類型房屋是西北黃土地區(qū)農(nóng)村的主要民居類型。屋頂全部荷載均由木架承受，其墻體僅起間隔或圍護(hù)作用，按其結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性，又可分為簡單木架房和正規(guī)木架房兩種。　　(l)簡單木架房簡單木架房屋架的整體

5、由柱、梁、擦和橫向拉捧構(gòu)成，但拉捧多不齊全，或僅由柱、梁、擦構(gòu)成屋架。節(jié)http://www.shlunwen.com/點(diǎn)多為樺接，一般木料較細(xì)，材質(zhì)較差?！　?2)正規(guī)木架房正規(guī)木架房也稱“穿斗木架房屋”，木架結(jié)構(gòu)完整，梁、擦、柱、捧齊全，且多為“雙擦雙捧”。結(jié)構(gòu)各節(jié)點(diǎn)全為鉚樺結(jié)合，樺頭加木銷鉚固，整體性及柔性均好。一般用料粗大，材質(zhì)好，施工工藝講究，質(zhì)量較高，是生土建筑中抗震性能最好的結(jié)構(gòu)類型，該類型房屋在黃土地區(qū)分布較廣，外型上有單面坡頂和兩面坡頂之分，但多為兩面坡頂。木架房的屋蓋系統(tǒng)，由擦、椽及屋頂鋪蓋部分組成，墻體為黃土土坯或土夯墻?！　?.2墻體承重房屋該類型房屋的承重

6、體系為墻體，即通稱的“土擱梁”、“通擦房”。房屋的大梁或擦子直接搭放在承重夯土墻或土坯墻上，一般無固定措施，墻體承受屋蓋系統(tǒng)全部荷載。作為承重墻體，有土墻、石墻、土石混筑墻和磚柱土坯墻幾種類型。這種房屋用料少、成本低廉，在西北干旱的黃土地區(qū)分布較廣。另外，磚柱土坯墻房屋的承重體系為磚柱，土坯砌筑圍護(hù)墻和隔墻，個(gè)別有輕質(zhì)隔墻?！　?.3混合承重房屋這種類型房屋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)介于木架承重和墻體承重兩種結(jié)構(gòu)類型之間，即部分為墻體承重、部分為簡單木架承重。外型多為單面坡頂，在甘肅東部稱其為“挑檐房”。其特點(diǎn)是節(jié)省木料，但由于僅在房屋中部由梁柱或擦柱構(gòu)成簡單木架，如兩間房中間一道排架或三間房僅中

7、間兩道排架，或僅在“通凜房”的脊擦下設(shè)柱支撐。因此房屋結(jié)構(gòu)的整體性差，強(qiáng)度分布不均勻。前墻和隔墻多為土坯筑砌，山墻、后墻則多為夯土墻。　　1.4土坯拱房拱房實(shí)際是墻體承重類型房屋的一種特殊類型。屋頂由土坯砌成拱形，土坯拱窯的側(cè)墻多為夯土墻，下部墻厚50一75em，頂部厚40一65cm;拱高多為2.5一3.3m，單拱進(jìn)深2.6一6m不等，開間2.0一2.sm。窯體前后墻多為土坯砌筑，在砌筑拱頂時(shí)，多用支撐拱模，亦有在拱中央由楔型土坯填砌。這種類型房屋修建簡單，不需木料，