大理白族傳統(tǒng)普通民居的震害分析與災(zāi)后重建問題探討

趙靜

（大理學(xué)院，云南 大理 671003）

1 概述

2013年3月3日13時41分15秒，云南大理州洱源縣西山鄉(xiāng)（東經(jīng)99.7°北緯25.9°）發(fā)生5.5級地震，震中位于西山鄉(xiāng)立坪村，震源深度9km。地震共造成5個鎮(zhèn)鄉(xiāng)38個村11萬人受災(zāi)，受傷30人，其中重傷1人，緊急轉(zhuǎn)移安置18650人；房屋倒塌470戶1895間，房屋受損17512戶81983間，其中重度受損6444戶28361間，一般受損11068戶53592間。

“3·03”地震時隔45天后，2013年4月17日9時45分54秒，洱源縣煉鐵鄉(xiāng)（東經(jīng)99.8°北緯25.9°）再次發(fā)生5.0級地震，震中位于煉鐵鄉(xiāng)翠屏村，震源深度11km。地震共造成5個鎮(zhèn)鄉(xiāng)30個村18652戶83935人受災(zāi)；房屋倒塌35戶380間，嚴重損壞3416戶27328間，一般損壞6895戶54151間。兩次地震共造成全縣民房修復(fù)加固13764戶、恢復(fù)重建4059戶。

地震發(fā)生地處于山區(qū)是多民族聚居地，其中以白族占大多數(shù)，該地區(qū)的建筑形式主要以白族傳統(tǒng)普通民居為主，白族傳統(tǒng)普通民居是白族特有的建筑形式，以木構(gòu)架為主要承重構(gòu)件的傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)民居。

2 白族傳統(tǒng)普通民居建筑構(gòu)造特點

2.1 承重結(jié)構(gòu)

白族傳統(tǒng)普通民居承重結(jié)構(gòu)為木構(gòu)件承重，其木構(gòu)架由四榀木構(gòu)架組成,一般分為兩種:一種是在兩端山墻處的兩榀叫山架,多用穿斗式構(gòu)架,設(shè)有中柱;另一種是中間的兩榀叫中間架,為便于室內(nèi)空間的靈活使用皆不設(shè)中柱,多用抬梁式構(gòu)架[1]。各榀屋架間搭以縱向的承重檁條，以及聯(lián)系用的枋木。檁條上釘上椽條，之上沒有望板，是白族廣大民居構(gòu)造上的一大特色。

無論是穿斗式還是抬梁式體系都具有現(xiàn)代框架結(jié)構(gòu)的種種優(yōu)越性，在抵抗地震沖擊力時，采用的是“以柔克剛”的思維。這種結(jié)構(gòu)通過各個構(gòu)件之間的榫卯連接和各種巧妙的構(gòu)造措施，構(gòu)件之間柔性的連接，使之成為特殊柔性結(jié)構(gòu)體，使得整體結(jié)構(gòu)富有彈性，能夠承受強烈的地震波的沖擊能力和具備一定程度的自我恢復(fù)能力[1]。

2.2 圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)造

白族傳統(tǒng)普通民居的圍護結(jié)構(gòu)包括了墻體和屋面。其墻體主要由夯土墻、土坯墻、磚墻、卵石墻，墻體的制作在大理地區(qū)因為地理環(huán)境的原因，還存在一些細微處的差別:如在大理古城和喜洲等地的白族民居其墻體轉(zhuǎn)角為了美觀和堅固，采用磚砌包裹，即是所謂的“金包玉”。

白族傳統(tǒng)普通民居的屋面為筒板瓦屋面主要的瓦構(gòu)件是筒瓦和板瓦，其他還包括勾頭、滴水、燕子瓦、蓑衣瓦、瓦舌等輔助構(gòu)件，具體做法先設(shè)一層平接的仰瓦，再于其上鋪設(shè)一層相互搭接的筒瓦，因筒瓦與板瓦之間用混灰粘結(jié)，屋面坡度可稍大；另外，筒板瓦屋頂?shù)纳w瓦技術(shù)還有一種特殊的處理——“蒸土脫硝”。即對所使用的泥灰通過蒸汽加熱，使灰土里硝堿去掉，延長瓦的使用壽命，不至過早蝕化。瓦面也不易長草和青苔[2]。

3 地震中白族民居建筑破壞分析

3.1 木構(gòu)架的破壞分析

在此次地震災(zāi)害中地震震級不大，按理論估計，白族傳統(tǒng)普通民居的木構(gòu)架體系的抗震性能足以抵御這樣的地震作用，但是根據(jù)實際調(diào)查情況可以看出，大部分民居木構(gòu)架體系受到了破壞。如圖1所示，該白族傳統(tǒng)普通民居的木構(gòu)架和維護墻體均受到了嚴重破壞。

圖1 倒塌的民居（作者自攝）

木構(gòu)架的破壞主要包括幾個方面。

（1）整體木構(gòu)架破壞倒塌。在地震作用下木構(gòu)架各個構(gòu)件喪失承載，導(dǎo)致房屋整體坍塌。

（2）木構(gòu)架側(cè)移較大導(dǎo)致房屋整體傾斜嚴重。木構(gòu)架體系中柱子浮擱在柱墩，在地震作用下，整個木結(jié)構(gòu)具有一定移動和轉(zhuǎn)動能力，使整個木結(jié)構(gòu)呈柔性體系抵抗地震作用。移動和轉(zhuǎn)動的幅度是有一定限制的，超過了限制會導(dǎo)致整個建筑大幅度整體傾斜。

（3）局部構(gòu)件變形較大無法使用。木構(gòu)架民居中大木作的連接均采用榫卯連接。表現(xiàn)出極強的半剛性連接的特性。榫卯連接不僅改變結(jié)構(gòu)的特性,而且在地震中已變形吸收了一部分能量,減小結(jié)構(gòu)的地震效應(yīng)。這種結(jié)構(gòu)的可取之處是在地震等動荷載的作用下,由此導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)松動和構(gòu)件之間的摩擦吸收了相當?shù)哪芰?從而可以提高結(jié)構(gòu)的抗震能力[3]。

在此地震中，榫卯連接的性能得到了充分體現(xiàn)，部分榫卯結(jié)構(gòu)在耗能過程中損壞，發(fā)生的轉(zhuǎn)動和位移較大對木結(jié)構(gòu)整體承載力造成了破壞。

3.2 圍護結(jié)構(gòu)的破壞分析

3.2.1 墻體的破壞分析

作為第一道防線墻體在地震時吸收了最大的地震能量,承擔了大部分地震剪力,當?shù)卣鸺袅Τ^墻體自身抗剪能力時,填充墻即開始開裂,呈45°貫通斜裂縫或交叉斜裂縫,在地震往復(fù)作用時,墻體沿裂縫滑移、錯位,剛度隨之衰減,最終坍塌破壞[4],而當圍護墻與主體結(jié)構(gòu)之間缺乏可靠連結(jié)時,圍護墻自身抗剪承載力很小,一遇地震作用便隨即坍塌。由于當?shù)鼐用褡灾ㄔ斓陌鬃迕窬硬唤?jīng)專業(yè)人員設(shè)計、審核,這是造成白族民居維護墻墻體破壞的重要原因。如圖2所示，一處臨街民居在地震中二樓土坯墻全部倒塌。

圖2 民居墻體破壞

3.2.2 屋頂?shù)钠茐姆治?/p>

屋面構(gòu)造做法使得屋面具有一定的保溫隔熱性能，但是筒瓦和板瓦僅靠混灰連接。作為離散材料的筒瓦和板瓦在沒有可靠連接的情況下，在地震作用下極容易破壞。在此次地震中，白族傳統(tǒng)普通民居基本上都出現(xiàn)屋面破壞。如圖3所示，民居出檐部分的瓦屋面在地震中受到破壞。

圖3 白族傳統(tǒng)普通民居屋面破壞（作者自攝）

4 民居的災(zāi)后恢復(fù)重建策略

通過對地震后白族傳統(tǒng)普通民居的破壞程度的災(zāi)害評估，按照破壞程度把受災(zāi)地區(qū)民居劃分為不同的類別，在充分考慮地震后地形條件的變化，結(jié)合當?shù)鼐唧w的經(jīng)濟條件，對不同破壞程度的民居建筑制定不同的恢復(fù)重建的策略。

4.1 局部結(jié)構(gòu)加固為主的恢復(fù)策略

木構(gòu)架具有一定的整體抗震性能，對于圍護結(jié)構(gòu)保持完好的白族傳統(tǒng)普通民居采用的主要是局部結(jié)構(gòu)加固的措施進行恢復(fù)，采用的措施主要是:利用鋼丁和錨固件對出現(xiàn)變形的榫卯節(jié)點進行加固；利用鋼絞線拉結(jié)糾正木構(gòu)架的側(cè)移，提高木構(gòu)架的整體承載力性能。如圖4所示，木構(gòu)架立柱之間拉結(jié)的鋼絞線。

圖4 木構(gòu)架結(jié)構(gòu)加固

4.2 破壞嚴重的采用整體建筑重建的策略

為保證恢復(fù)重建農(nóng)戶生命財產(chǎn)安全，因地質(zhì)等原因不宜在原址建設(shè)的重新選址建設(shè)。在原址重建和重新選址整體搬遷重建過程中，當?shù)卣y(tǒng)籌規(guī)劃，村民根據(jù)自身的經(jīng)濟條件可以自主選擇重建的建筑形式。重建后的民居建筑形式主要包括了:（1）以原有木構(gòu)架的木料為基礎(chǔ)，替換部分損毀構(gòu)件，局部修繕圍護構(gòu)件，如圖5所示；（2） 以白族傳統(tǒng)普通民居結(jié)構(gòu)形式重建，采用木構(gòu)架承重，磚墻為圍護墻體的形式，如圖6所示；（3）用鋼筋混凝土的現(xiàn)代民居直接代替白族傳統(tǒng)普通民居，如圖7所示。

圖5 原木構(gòu)架基礎(chǔ)上的整體修繕（作者自攝）

圖6 以白族傳統(tǒng)普通民居建筑形式重建（作者自攝）

圖7 重建后的鋼筋混凝土現(xiàn)代民居

4.3 重建過程應(yīng)注意幾個方面

（1）科學(xué)選址。應(yīng)該通過有資質(zhì)的地質(zhì)災(zāi)害評估部門給出評估意見，避開地震活動危險區(qū)、地質(zhì)災(zāi)害隱患區(qū)和其他自然災(zāi)害波及區(qū)。

（2）重建建筑選擇應(yīng)充分結(jié)合當?shù)貙嶋H，合理選擇。當?shù)氐靥幤h少數(shù)民居聚居的山區(qū)地區(qū)，經(jīng)濟條件較差，重建建筑形式一方面要考慮當?shù)鼐用竦娜粘Ｉ盍?xí)慣和經(jīng)濟承受能力。雖然，此次地震中政府在災(zāi)后重建中給予了一定的扶持，但是居民重建后是否能夠承擔后續(xù)的建房成本支出是需要考慮的。此外，當?shù)貫樯贁?shù)民族聚居區(qū)，本身具有很強的民族性，地震前本身就是具有民族特色的少數(shù)民族聚居村落，這些村落承載的民族性和少數(shù)民族居住文化，不應(yīng)該隨著標準化的震后恢復(fù)重建工程而消失，在重建過程特別是在重建建筑形式的選擇上應(yīng)該注重對民族特色的保護。

（3）重視提高民居的抗震性能。對于鋼筋混凝土的現(xiàn)代民居，應(yīng)該遵循嚴格的設(shè)計和施工過程，現(xiàn)代民居有相對成熟的抗震設(shè)計措施保證建成建筑的抗震性能，但是對于白族傳統(tǒng)普通民居建筑，雖然木構(gòu)架體系具有良好的抗震性能，但是其抗震性能受到建筑材料性能和建筑施工技術(shù)的影響。對此類建筑應(yīng)該進行科學(xué)嚴謹?shù)脑u估，保證重建的白族傳統(tǒng)普通民居能達到抗震性能的要求。

（4）無論是鋼筋混凝土現(xiàn)代民居和白族傳統(tǒng)普通民居，需要嚴格把控施工質(zhì)量。受災(zāi)地點地處偏遠山區(qū)，無論建筑材料、施工機械還是工匠的施工技術(shù)都是非常缺乏和落后，這對重建中施工質(zhì)量的保證是極大的隱患。

5 結(jié)論

（1） 在洱源“3·03”和“4·17”地震中由于地處偏遠山區(qū)，農(nóng)村抗震設(shè)防意識比較薄弱，出現(xiàn)了小震大災(zāi)的情況。

（2）當?shù)匕鬃鍌鹘y(tǒng)普通民居的破壞比較嚴重，主要表現(xiàn)在承重木構(gòu)架的破壞和圍護結(jié)構(gòu)的破壞。木構(gòu)架的破壞主要表現(xiàn)為整體木構(gòu)架倒塌和木構(gòu)架側(cè)移太大導(dǎo)致整體嚴重傾斜。圍護結(jié)構(gòu)的破壞主要表現(xiàn)在墻體開裂倒塌和屋頂坍塌和瓦面破壞。

（3）對于圍護結(jié)構(gòu)保持完好的白族傳統(tǒng)普通民居采用的主要是局部結(jié)構(gòu)加固的措施進行恢復(fù)。

（4）木構(gòu)架和圍護構(gòu)件破壞嚴重的采用整體建筑重建，可根據(jù)實際情況選擇合理的重建策略。

（5）在重建過程中，應(yīng)注意選址的科學(xué)性、建筑形式的合理性和提高傳統(tǒng)民居的抗震性能。

[1]孫建剛，王慧青，崔賢，等.納西族民居結(jié)構(gòu)特點及其抗震性能[J].大連民族學(xué)院學(xué)報，2008，10（1）:62-63.

[2]楊大禹.中國傳統(tǒng)民居的技術(shù)骨架[J].華中建筑，1997（1）.

[3]李蓉，鄧云葉.湘西南木結(jié)構(gòu)民居的結(jié)構(gòu)特性分析[J].邵陽學(xué)院學(xué)報:自然科學(xué)版，2008，5（1）:79-80.

[4]李紅培.汶川地震房屋建筑震害分析及重建隔震設(shè)計研究[D].成都:西南石油大學(xué)，2010.