農(nóng)房建筑之可靠性解決方法研究

李雪梅

（四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川成都 618000）

0 前言

目前，中國有6億多人在農(nóng)村生活且戶籍在農(nóng)村。農(nóng)村住房保障關(guān)系到國家整體的住房保障水平，農(nóng)村住房由于歷史悠久、傳統(tǒng)文化習(xí)俗、建設(shè)方式、經(jīng)濟發(fā)展水平等因素的影響，住房建設(shè)設(shè)計、建設(shè)、監(jiān)理等都沒有完全納入正常的建設(shè)之中房屋建筑法律程序和規(guī)定范圍廣，對農(nóng)家樂的地質(zhì)勘探、設(shè)計、施工、監(jiān)理不嚴(yán)，住房保障尤其是農(nóng)村抗震能力不足。通常采用當(dāng)?shù)夭牧希?jīng)濟適用的房屋建筑，普遍采用鋼材、混凝土、砌體、木材等復(fù)合材料，最好的選擇是對農(nóng)村住宅建設(shè)采取常規(guī)的行政技術(shù)類程序，根據(jù)現(xiàn)行國家和地方有關(guān)建筑抗震設(shè)計的法律法規(guī)，為保證和提高農(nóng)舍的抗震性能，由于經(jīng)濟發(fā)展不平衡，生土結(jié)構(gòu)也普遍存在，其基本抗震設(shè)計和處理方法，隨著目前遠(yuǎn)、改性生土結(jié)構(gòu)房屋的設(shè)計、施工和驗收處于試點階段，建設(shè)成本還有待進一步優(yōu)化。

對前多次地震后的宏觀、微觀調(diào)查研究顯示，原土建物的震害一般都很嚴(yán)重。在西部地區(qū)，在以往的大地震中受損或倒塌的農(nóng)村房屋，有一半以上是土房。西北、西南地區(qū)危房比例高的主要因素是土坯農(nóng)房。農(nóng)村住宅建筑在抗震減災(zāi)方面處于“設(shè)防”狀態(tài)，部分農(nóng)村住宅建筑直接暴露在自然災(zāi)害風(fēng)險中，潛在風(fēng)險客觀上是隱藏的。

1 鄉(xiāng)村建筑結(jié)構(gòu)形式

（1）夯土建筑。夯土建筑是世界上廣泛使用的一種傳統(tǒng)建筑方法。由于原材料的節(jié)能、環(huán)保、生態(tài)，不僅存在于第三世界的發(fā)展中國家，也引起了歐美等發(fā)達(dá)國家的重視。然而，傳統(tǒng)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，在過去的半個世紀(jì)里，歐美發(fā)達(dá)國家對土壤原材料及其施工工藝進行了大量的基礎(chǔ)性和實踐性研究，并將其應(yīng)用于實際建設(shè)中。研究成果也克服了傳統(tǒng)原土建筑的一些缺陷，形成了現(xiàn)代原土材料優(yōu)化和應(yīng)用的一些理論成果，具有廣泛的應(yīng)用、推廣價值和效益。國外現(xiàn)代土基材料優(yōu)化應(yīng)用有兩個發(fā)展方向。首先，針對欠發(fā)達(dá)地區(qū)的民生問題，重點發(fā)展價格低廉、安全耐用、便于人類建設(shè)的材料和鄉(xiāng)土材料。其次，充分加強和探索新型土壤原材料的環(huán)保節(jié)能特性和新型與多樣化材料相結(jié)合的優(yōu)勢。作為一種經(jīng)濟高效的生態(tài)建筑技術(shù)，它與住宅、公共建筑等現(xiàn)代建筑設(shè)計體系有機結(jié)合，提高建筑環(huán)境的整體效率。

隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展和新農(nóng)村建設(shè)的不斷深入，農(nóng)村房屋的抗震設(shè)防越來越受到重視。通過就地澆鑄石膏、柳樹等纖維加強墻體強度和韌性，墻的變形能力得到加強，對加強墻體和建墻的力學(xué)性能進行測試和研究，如壓縮、剪切和彎曲試驗單項試驗，土坯砌體的抗壓試驗，研究水平加載的加強墻體和土壤。采用鋼網(wǎng)水泥砂漿加固法、玻璃纖維水泥砂漿加固法等現(xiàn)有加固技術(shù)，可以提高加固墻的抗震性能，保證原土結(jié)構(gòu)的基本安全。

法國是土壤原材料推廣應(yīng)用很早的國家之一，對土壤原材料和施工工藝的研究也處于領(lǐng)先地位。自1970年以來，“國際生土建筑研究與應(yīng)用中心”（craterre ensag）進行了系統(tǒng)的優(yōu)化機制的基礎(chǔ)實驗研究傳統(tǒng)生土材料，利用現(xiàn)代材料科學(xué)理論為基礎(chǔ)，形成現(xiàn)代生土材料最適合土壤類型和各種材料的使用，只有調(diào)整原始土壤的組成關(guān)系，沒有化學(xué)添加劑材料的優(yōu)化理論。1976年，澳大利亞出版了一本地球建筑手冊。新西蘭還頒布了原土建筑設(shè)計、原土材料與技術(shù)、原土結(jié)構(gòu)設(shè)計、覆蓋土坯、夯土墻等三項標(biāo)準(zhǔn)。目前，一套新的原始土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工標(biāo)準(zhǔn)正在制定，以滿足日益增長的需求，建設(shè)更多環(huán)境友好和可持續(xù)的建筑。日本有很多地震。根據(jù)日本的實際情況，在原土結(jié)構(gòu)墻中布置一定數(shù)量的細(xì)長纖維，形成纖維墻的特殊結(jié)構(gòu)形式，采用該技術(shù)建造的原土結(jié)構(gòu)房屋，因其重量輕、韌性和延性好，能耗效果顯著。

（2）磚木結(jié)構(gòu)。通過對農(nóng)村磚木結(jié)構(gòu)房屋的抗震調(diào)查。國外農(nóng)村地震災(zāi)害最嚴(yán)重的地區(qū)主要集中在土耳其、伊朗、巴基斯坦等發(fā)展中國家。由于這些國家的農(nóng)村經(jīng)濟相對落后，大多數(shù)農(nóng)民沒有經(jīng)濟能力設(shè)計房屋的抗震性能。在土耳其、伊朗、巴基斯坦等國家，絕大部分領(lǐng)土都分布在斷層帶上，歷史上曾發(fā)生過多次災(zāi)害性地震，造成了重大的經(jīng)濟損失和人口傷亡，其中大多數(shù)傷亡發(fā)生在鄉(xiāng)鎮(zhèn)。其主要原因是結(jié)構(gòu)抗震措施的缺乏導(dǎo)致建筑物抗震性能的缺乏，并在地震中發(fā)生大面積倒塌。

（3）石結(jié)構(gòu)。四川的石為主的構(gòu)筑物主要分布在河谷、丘陵和高山中。村落建筑布局有序，空間組合形式多樣，有些是以碉樓為中心的。主要原因是高原地區(qū)的地形很復(fù)雜，許多地區(qū)都覆蓋著茂密的森林和特殊地質(zhì)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致缺乏基礎(chǔ)條件和限制了國家建設(shè)的建筑，使其大多在小面積的基礎(chǔ)上和高層的空間發(fā)展。藏、羌民居多為單體建筑形式，將廳堂、廚房、臥室、衛(wèi)生間、畜欄、倉庫等功能區(qū)集中在同一建筑內(nèi)；同時，為了抵御嚴(yán)寒氣候，采用小房間、小窗戶和嵌入式壁爐的結(jié)構(gòu)形式，使建筑內(nèi)熱量最大化；此外，碉樓建筑可以不斷增加生產(chǎn)。它是一座靠山層層加高的高層建筑。村落四面環(huán)山，風(fēng)光秀麗，體現(xiàn)了人與自然的空間環(huán)境。

四川藏族羌族村寨的石結(jié)構(gòu)空間由石砌體、土房、碉堡等民居建筑組成，與瞭望塔、農(nóng)田、山川河流相結(jié)合，形成原生態(tài)的多層次聚落空間。它們大多是大框架，建筑體積大，但房間不大。傳統(tǒng)上有從整體組合方式到單體建筑和建設(shè)規(guī)模的規(guī)范。墻的底部是厚的，頂部是薄的，頂部的形狀是大的和小的。建筑平面較為簡單，一般為正方形平面，也有曲線直尺平面。建筑形式豐富多變，利用功能區(qū)設(shè)置與建筑形式的合理結(jié)合，滿足日常生活、工業(yè)發(fā)展、自然防御和建筑安全的需要。

2 鄉(xiāng)村建筑結(jié)構(gòu)的挑戰(zhàn)

（1）農(nóng)房安全形勢嚴(yán)峻。中國位于環(huán)太平洋和歐亞地震帶。地震活動具有地震頻發(fā)、分布寬、烈度高、震源淺、災(zāi)害嚴(yán)重等特點。同時，我國地震區(qū)域人口密度大，加之建筑抗震性能不足。鄉(xiāng)鎮(zhèn)建筑抗震水平普遍偏低，甚至歷史久遠(yuǎn)的沒有抗震能力。中國因這些原因造成的地震傷亡人數(shù)還是偏多，與生命至上安全第一的要求有一定差異。

由于經(jīng)濟技術(shù)水平不高，生土結(jié)構(gòu)和磚木結(jié)構(gòu)以其施工簡單、成本低的優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)的住宅建筑中。但居住條件和維護資金的限制，原土結(jié)構(gòu)磚木結(jié)構(gòu)房屋往往缺乏有效的維護。此外，結(jié)構(gòu)的完整性差，而且作為重要的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，木材容易腐爛和蛀蟲吃掉。

（2）農(nóng)房安全意義重大。提高農(nóng)村住宅抗震設(shè)防能力，對農(nóng)村經(jīng)濟社會穩(wěn)定發(fā)展具有基礎(chǔ)性重要性。全面建設(shè)小康社會，也迫切要求改變農(nóng)村房屋的抗震設(shè)防的現(xiàn)實薄弱基礎(chǔ)，提高農(nóng)村普通房屋的整體抗震能力，確保農(nóng)村經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。通過對農(nóng)村住宅抗震能力現(xiàn)狀的研究，提出有效的抗震措施，也是做好農(nóng)村房屋抗震設(shè)防工作的關(guān)鍵。

全國在實施的鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，對推進全面建成小康社會、實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢、推進“四化”同步、促進城鄉(xiāng)融合發(fā)展、傳承和弘揚中華農(nóng)耕文明等具有重大而深遠(yuǎn)的現(xiàn)實和實踐意義。目前各地仍存在較多的以土坯墻或夯土墻為主要承重構(gòu)件的土坯房，隨著時間的推移和面對自然災(zāi)害這些現(xiàn)實情況都可能帶來極大的風(fēng)險。

（3）農(nóng)房安全是人民需求。在農(nóng)房的設(shè)計中，農(nóng)戶人身安全，勞作需求、生活習(xí)慣需求，經(jīng)濟承受能力等問題，都為生存需要，在數(shù)次的地震中，生土結(jié)構(gòu)房屋和磚木結(jié)構(gòu)房屋破壞最為嚴(yán)重，而大部分破壞嚴(yán)重的農(nóng)房為貧困戶、低保戶、貧困殘疾人家庭，對這部分農(nóng)房的改造主要為安全改造，關(guān)系到農(nóng)戶的切身利益。而隨著經(jīng)濟的發(fā)展，部分農(nóng)戶對農(nóng)房的改造不僅是安全需求，農(nóng)房的建筑設(shè)計是否符合安全標(biāo)準(zhǔn)、戶型是否滿足家庭人員需求、室內(nèi)環(huán)境是否美好、新能源是否得到全面利用、農(nóng)房傳統(tǒng)特色、整體藝術(shù)效果是否得到延續(xù)等都是農(nóng)戶對農(nóng)房提出的逐步遞增的要求。除此之外農(nóng)房設(shè)計對于村莊整體風(fēng)貌、傳統(tǒng)文化的傳承等有貢獻性作用的要求，人們對精神愉悅、心情舒暢方面的生活美好需求越來越高。

3 鄉(xiāng)村建筑結(jié)構(gòu)安全的路徑

（1）解決土坯房改造中的可靠性問題。由于經(jīng)濟條件和地理條件的限制，土坯房的施工過程一般沒有正式的設(shè)計圖紙。根據(jù)當(dāng)?shù)氐膫鹘y(tǒng)習(xí)俗，由當(dāng)?shù)氐慕ㄖ探ㄔ?，因此有可能形成相對單一的建筑結(jié)構(gòu)。已有的生土結(jié)構(gòu)的房屋中也受到不同程度的破壞。在水泥中添加硅溶膠、粉煤灰，形成改性水泥砂漿對土坯進行噴射，硅溶膠起到了土坯與砂漿、粉煤灰的界面劑，研究硅溶膠與土結(jié)合機理，硅溶膠與粉煤灰在不同土坯中的摻合比例，形成最有效的改善墻體強度，并具有一定防水性的材料；采用墻體內(nèi)外掛鋼絲網(wǎng)，用改性水泥砂漿噴射，形成成熟、便捷的施工工藝解決土坯墻體抗震性能。

（2）解決磚木結(jié)構(gòu)改造中的可靠性問題。磚木結(jié)構(gòu)建筑由于早期建造，缺乏正常的維修和維護，隨著時間的推移，容易出現(xiàn)問題。通過對該類建筑現(xiàn)狀的調(diào)查，分析該類建筑的施工特點和抗震性能，包含房屋的平面布局、地基與基礎(chǔ)、屋蓋結(jié)構(gòu)體系、墻體承重體系及連接構(gòu)造，通過增加構(gòu)造措施，增強房屋韌性，加強抵御地震等自然災(zāi)害的能力。

（3）保留傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)的可靠性問題。藏族和羌族傳統(tǒng)民族建筑的歷史、宗教、地域、藝術(shù)和審美特征是民族文化的體現(xiàn)。民族建筑藝術(shù)的保護、傳承、創(chuàng)新和發(fā)展需要引起社會各界的重視。通過對藏、羌傳統(tǒng)民族建筑的研究，實現(xiàn)傳承與更新的統(tǒng)一，提升民族建筑的藝術(shù)價值和社會價值。

4 小結(jié)

我國地域遼闊，自然地理和社會經(jīng)濟條件差異很大，不同地區(qū)建筑材料的使用和建筑習(xí)慣也不相同，導(dǎo)致不同地區(qū)的住房建設(shè)特點不同。傳統(tǒng)的鄉(xiāng)村建筑結(jié)構(gòu)有三種，其施工特點和抗震性能包括平面布置、基礎(chǔ)與基礎(chǔ)、屋面結(jié)構(gòu)體系、墻體承重體系和連接結(jié)構(gòu)。隨著人們住宅觀念的改變和傳統(tǒng)手工藝人的消失，傳統(tǒng)夯土建筑的大量核心技術(shù)逐漸丟失。在相互攀比的心理作用下，一些農(nóng)村房屋的層高、深度和門窗尺寸都在增加，這使得抗震性災(zāi)害的風(fēng)險越來越高。只有把握住農(nóng)村住房改造的可靠性，才能提高農(nóng)村住房的安全性，確保農(nóng)村住房不因時間的推移而受損。