劉金龍，黨明昊，宣功奉，林均岐

(中國(guó)地震局地震工程與工程振動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所，黑龍江 哈爾濱 150080)

我國(guó)是一個(gè)地震多發(fā)國(guó)家，地震發(fā)生頻率高且強(qiáng)度大[1]。從歷史上看，在絕大多數(shù)災(zāi)害性地震中，農(nóng)村地區(qū)的破壞都要超過城鎮(zhèn)[2]。造成這種現(xiàn)象的原因主要是農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)條件相對(duì)落后，房屋建造質(zhì)量較差所致，同時(shí)也與農(nóng)村人口抗震觀念相對(duì)薄弱有關(guān)[3]。隨著我國(guó)整體經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，廣大農(nóng)村地區(qū)的民居質(zhì)量得到了很大的改善，農(nóng)居建設(shè)的抗震意識(shí)也不斷增強(qiáng)，這些問題得到了一定的改善。然而，我國(guó)農(nóng)村地區(qū)面積廣大且人口眾多，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差別較大，導(dǎo)致我國(guó)農(nóng)村地區(qū)的房屋建筑種類千差萬別，即使是同一類房屋，由于建造工藝和建筑材料的不同也會(huì)對(duì)其抗震性能產(chǎn)生很大影響，另外一些老舊民居依然存在，這些房屋大多材料老化、腐蝕嚴(yán)重，基本無任何抗震措施[4-5]。這些房屋在將來的地震中會(huì)有怎樣的表現(xiàn)是一個(gè)值得關(guān)注的問題，科學(xué)合理的把握農(nóng)村地區(qū)民居的建造特點(diǎn)及抗震性能，可以為地震災(zāi)害評(píng)估及震后應(yīng)急救援工作提供有力的數(shù)據(jù)支撐[6]。

對(duì)于我國(guó)農(nóng)村民居抗震性能的調(diào)查和研究，部分學(xué)者已經(jīng)開展了一些研究，如王蘭民等[1]對(duì)西北地區(qū)房屋的民房現(xiàn)狀及抗震技術(shù)進(jìn)行了分析；姚新強(qiáng)等[4]對(duì)天津地區(qū)農(nóng)居的抗震性能進(jìn)行了調(diào)查與分析；王波等[3]對(duì)河北地區(qū)農(nóng)村典型房屋的抗震能力進(jìn)行了調(diào)查，并提出了相應(yīng)的措施和建議來提高農(nóng)村房屋的抗震性能；楊欽杰等[7]對(duì)廣西農(nóng)村民居抗震性能進(jìn)行了調(diào)查研究，總結(jié)了廣西農(nóng)村民居抗震性能弱的原因并提出了建議；劉陽(yáng)、郭子雄、黃群賢等[8-10]以福建為重點(diǎn)，通過現(xiàn)場(chǎng)普查的方式，對(duì)我國(guó)東南沿海地區(qū)村鎮(zhèn)住宅的結(jié)構(gòu)類型及其安全性等級(jí)的分布特點(diǎn)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)該地區(qū)村鎮(zhèn)住宅的安全性和耐久性問題進(jìn)行了總結(jié)，并提出了相應(yīng)的防災(zāi)建議。當(dāng)然，還有一些學(xué)者對(duì)不同地區(qū)的農(nóng)居進(jìn)行了調(diào)查和分析，這里不再一一介紹。分析發(fā)現(xiàn)，目前，大多數(shù)學(xué)者的研究限于經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后地區(qū)，對(duì)東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)農(nóng)村房屋的研究相對(duì)較少。本文作者通過對(duì)我國(guó)東部地區(qū)房屋的實(shí)地考察，分析了房屋的建造特征，指出了東部地區(qū)農(nóng)居中存在的抗震薄弱環(huán)節(jié)，為宏觀把握我國(guó)東部地區(qū)農(nóng)居總體的抗震情況提供參考。

1 調(diào)查區(qū)域及調(diào)查方法

調(diào)查區(qū)域主要分布在山東、江蘇、安徽等3個(gè)省份，限于人力以及時(shí)間等因素，每個(gè)省份的調(diào)研點(diǎn)主要集中在地震重點(diǎn)監(jiān)視防御區(qū)內(nèi)，因重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)在每個(gè)省份的面積不等，所以每個(gè)省內(nèi)的抽樣點(diǎn)也不盡相同，一般在每個(gè)縣內(nèi)選擇2～3個(gè)自然村作為抽樣點(diǎn)，特殊情況下選擇1個(gè)，考慮到城中村建筑物的復(fù)雜性，在調(diào)查中同樣選取了幾個(gè)城中村作為抽樣點(diǎn)，表1所示是一些主要的抽樣點(diǎn)信息，這樣雖然不一定能夠準(zhǔn)確代表一個(gè)省份的總體情況，但在至少一定程度上也能反映了該省份的一些真實(shí)信息。如果需要更加準(zhǔn)確的結(jié)果，就要進(jìn)行大面積的全面調(diào)查，這是非常困難的。在每個(gè)調(diào)研點(diǎn)，對(duì)該點(diǎn)所存在每一類型房屋，都需要選擇代表性一兩棟建筑物，采用入戶考察、測(cè)量、詢問等方法，對(duì)房屋的施工方式、建造年代、建筑材料、結(jié)構(gòu)形式、基礎(chǔ)類型、房屋現(xiàn)狀等信息進(jìn)行詳細(xì)記錄，把握該類型房屋的總體特性，并在后續(xù)的內(nèi)業(yè)工作中進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和處理。

表1 抽樣點(diǎn)列表及各類結(jié)構(gòu)比例Table 1 List of sampling points and proportion of various structures %

續(xù)表

2 各類房屋建造特點(diǎn)及抗震性能

通過對(duì)山東、江蘇及安徽等地區(qū)的考察，發(fā)現(xiàn)我國(guó)東部地區(qū)農(nóng)居主要以磚混結(jié)構(gòu)和磚木結(jié)構(gòu)為主，由表1的數(shù)據(jù)可以看出，兩類結(jié)構(gòu)合計(jì)可以占農(nóng)村房屋總體的90%以上，存在少數(shù)的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，同時(shí)還存在少數(shù)的土木、石木結(jié)構(gòu)等老舊房屋，這些老舊民房多數(shù)已經(jīng)無人居住，只有極少數(shù)的還有老人居住。

2.1 磚混結(jié)構(gòu)

東部地區(qū)的磚混結(jié)構(gòu)主要可分為兩類，一類是20世紀(jì)80～90年代建造的缺少抗震構(gòu)造措施的老舊磚混結(jié)構(gòu)，本文稱為“磚混結(jié)構(gòu)(一)”，另一類是2000年以后建造的具有較好抗震構(gòu)造措施的磚混結(jié)構(gòu)，文中稱為“磚混結(jié)構(gòu)(二)”。

磚混結(jié)構(gòu)(一)，該類房屋一般為1～2層，如圖1～圖6，有些房屋剛建成時(shí)為1層，后來經(jīng)過擴(kuò)建成為2層，且這種類型的房屋不在少數(shù)。多采用毛石或塊石基礎(chǔ)，石料較少的地區(qū)也會(huì)采用磚砌基礎(chǔ)，如安徽地區(qū)，磚基礎(chǔ)較多，少數(shù)房屋設(shè)有地梁。地梁上一般采用24 cm厚磚墻承重，實(shí)心黏土轉(zhuǎn)居多，水泥砂漿或混合砂漿砌筑，少數(shù)墻體中設(shè)有圈梁，但幾乎都沒有設(shè)置構(gòu)造柱，值得注意的是，在蘇南張家港等地區(qū)，很多房屋的墻體是空斗墻，如圖8所示，這種墻體的穩(wěn)定性很差，抗震能力非常不好。絕大多數(shù)采用的是預(yù)制板樓板，且目前少數(shù)新建的房屋也在采用預(yù)制板，所采用的預(yù)制板見圖7，這些預(yù)制板一般只在受拉面配置少量的鋼絲，配筋率比較低，且預(yù)制板采用平整切割技術(shù)，預(yù)制板之間不能相互搭接，預(yù)制板與墻體之間也缺少可靠的錨固。有些房屋為了隔熱以及防水，在樓板上起脊做成坡屋頂，坡屋頂?shù)淖龇ㄅc磚木結(jié)構(gòu)相同，硬山擱檁式結(jié)構(gòu)體系，較少采用木屋架，一般用水泥棒做梁，直接搭在橫墻上，上面鋪木板、秸稈或蘆葦?shù)炔牧?，再抹泥、掛瓦?/p>

圖1 江蘇徐州金山橋辦事處楊莊村 圖2 江蘇東海縣城鄭莊村Fig.1 Yangzhuang village, Jinshanqiao community, Xuzhou city Fig.2 Zhengzhuang village, Donghai county, Jiangsu province

圖3 江蘇張家港市南新村磚混 圖4 安徽靈璧縣楊疃鎮(zhèn)小徐家村Fig.3 Nanxin village, Zhangjiagang city, Jiangsu province Fig.4 Xiaoxujia village, Lingbi county, Anhui province

圖5 山東汶上縣郭樓鎮(zhèn)崔園村 圖6 山東鄒城縣鋼山街道辦蘇莊村Fig.5 Cuiyuan village, Guolou town,Shandong province Fig.6 Suzhuang village, Zoucheng county, Shandong province

圖7 墻皮脫落的空斗墻 圖8 民居中采用的預(yù)制板Fig.7 Cavity wall with peeling skin Fig.8 Prefabricated panels used in residential buildings

磚混結(jié)構(gòu)(二)，該類磚混結(jié)構(gòu)房屋大多建于2000年以后，如圖9～圖12，大部分為2層，一般采用毛石基礎(chǔ)或磚砌基礎(chǔ)，基礎(chǔ)上有地梁，24 cm磚墻承重，安徽部分地區(qū)常采用多孔磚砌筑，幾乎都設(shè)有圈梁和構(gòu)造柱，大多采用整體現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板，整體性較好。

圖9 江蘇新沂市唐店鎮(zhèn)姚湖村 圖10 安徽固鎮(zhèn)縣孟城村門東組Fig.9 Yaohu village, Xinyi city, Jiangsu province Fig.10 Mengcheng village, Guzhen county, Anhui province

圖11 山東郯城縣馬頭鎮(zhèn)楊莊 圖12 江蘇張家港市城區(qū)谷城巷Fig.11 Yangzhuang, Matou town, Shandong province Fig.12 Gucheng lane, Zhangjiagang city, Jiangsu province

兩者之間的比例在各個(gè)地區(qū)不是很統(tǒng)一，有些地區(qū)設(shè)防類多一些，但有些則非設(shè)防類多些，總體來看，目前整個(gè)東部農(nóng)居中，兩類磚混房屋的數(shù)量基本相當(dāng)。但隨著時(shí)間的推移，相信設(shè)防磚混的數(shù)量會(huì)逐漸增加，而非設(shè)防類磚混則會(huì)相應(yīng)減少。

2.2 磚木結(jié)構(gòu)

磚木結(jié)構(gòu)，是指建筑物中豎向承重結(jié)構(gòu)的墻、柱等采用磚或砌塊砌筑，屋蓋主要采用木結(jié)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)形式。這種結(jié)構(gòu)形式的房屋由于建造簡(jiǎn)單，材料價(jià)格低廉，施工方式便捷，在我國(guó)農(nóng)村中被廣泛應(yīng)用，在我國(guó)東部地區(qū)同樣如此，特別是在20世紀(jì)80年代以前，這種房屋是農(nóng)村的主流房屋，現(xiàn)在依然占據(jù)相當(dāng)?shù)谋壤?，可占總體房屋的40%以上。該區(qū)域的磚木結(jié)構(gòu)房屋正房通常3～4間，如圖13～圖16，采用毛石基礎(chǔ)，少數(shù)地區(qū)采用磚砌基礎(chǔ)，幾乎沒有地梁，24 cm厚黏土磚墻承重，石灰砂漿做粘結(jié)物，沒有設(shè)置圈梁和構(gòu)造柱，硬山擱檁式結(jié)構(gòu)，屋內(nèi)一般采用木屋架，采用圓木或水泥棒做檁條，檁條兩端搭在山墻或木屋架上，檁條上鋪蘆席、木板、水泥板等材料做望板，如圖17，上面抹泥后掛瓦。

部分地區(qū)的屋蓋上，采用方形磚塊作為望板材料，如圖18，將其平鋪在椽子上，并在上面抹泥后掛瓦，這種方磚與水泥板不同，水泥板面積較大，在檁條上比較穩(wěn)定，但方磚面積較小，比較零散，整體鋪在椽子上的穩(wěn)定性很差，易在地震中掉落。另外，有些地區(qū)的磚木結(jié)構(gòu)房屋，由于年代久遠(yuǎn)或地基下沉等原因，導(dǎo)致墻體開裂，如圖19～圖20。

圖13 徐州市銅山區(qū)劉集鎮(zhèn)車村 圖14 山東鄆城縣陳坡鄉(xiāng)西楊莊村Fig.13 Che village, Liuji town, Tongshan district, Xuzhou city Fig.14 Xiyang village, Yuncheng county, Shandong province

圖15 安徽蒙城縣楚村鎮(zhèn)趙莊 圖16 安徽濉溪縣劉橋鎮(zhèn)周大莊Fig.15 Zhaozhuang, Mengcheng county, Anhui province Fig.16 Zhoudazhuang, Suixi county, Anhui province

圖17 江蘇徐州地區(qū)水泥板望板 圖18 山東菏澤地區(qū)木屋蓋Fig.17 Cement plate watchboard used in Xuzhou area Fig.18 Typical wooden roof in Heze, Shandong province

圖19 江蘇徐州市五號(hào)井社區(qū) 圖20 安徽濉溪縣劉橋鎮(zhèn)周大莊Fig.19 No.5 Jing community, Xuzhou city, Jiangsu province Fig.20 Zhoudazhuang, Suixi county, Anhui province

2.3 其他結(jié)構(gòu)

通過調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在我國(guó)東部地區(qū)的農(nóng)居中，除了磚混結(jié)構(gòu)和磚木結(jié)構(gòu)，還存在少量的土木結(jié)構(gòu)以及石木結(jié)構(gòu)房屋，這些房屋數(shù)量比較少，但與鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)不同，因?yàn)槠淇拐鹉芰懿睿瑯幼鳛橹攸c(diǎn)研究。

土木結(jié)構(gòu)：多建于20世紀(jì)60～70年代，如圖21～圖22所示，該類房屋在安徽北部、魯西南以及蘇北地區(qū)仍有少數(shù)存在，基礎(chǔ)采用毛石砌筑，夯土墻承重，墻體厚度約45～50 cm，部分房屋在墻體表面抹一層維護(hù)性的面層，該抹面層的泥內(nèi)混合了米糠，使這種泥的粘結(jié)性較好，且能較好的防護(hù)雨水沖刷，保證了墻體在數(shù)十年之后仍然比較完好。通?？v向3間，硬山擱檁，設(shè)2個(gè)木屋架，沿縱向搭木檁條，木檁兩端直接擱置在山墻上，中間架在木屋架上，檁條上鋪秫秸把、蘆葦、木條等材料做望板，上面抹泥后掛瓦(個(gè)別老屋采用油氈+毛草的形式)，如圖27所示。

圖23 江蘇盱眙縣河橋鎮(zhèn)蔣郢村 圖24 山東龍口市蘆頭鎮(zhèn)庵夼村Fig.23 Jiangying village, Xuyi county, Jiangsu province Fig.24 Ankuang village, Longkou city, Shandong province

圖25 江蘇盱眙縣城北社區(qū) 圖26 江蘇盱眙縣城北社區(qū)一角Fig.25 Chengbei community in Xuyi county, Jiangsu province Fig.26 A corner of Chengbei community in Xuyi county

石木結(jié)構(gòu)：該類房屋一般為20世紀(jì)70年代以前建造，有些房屋的建造年代很早，甚至有400多年歷史的古代建筑依然有人居住，如圖23～圖26。該類房屋在一些石材豐富的山區(qū)仍有一定的數(shù)量，如山東、江蘇淮安等地區(qū)。一般為3間，大多為老人居住，其主要特征是房屋墻體全部采用毛石砌筑，采用大塊毛石作基礎(chǔ)，石砌墻體承重，一般在門窗洞口的兩邊或墻角處砌磚，硬山擱檁式結(jié)構(gòu)體系，木屋架，坡屋面瓦頂。其建造方式大概如下：因當(dāng)?shù)貫樯絽^(qū)，就地取材，在山上采毛石作為原料砌筑墻體，墻體一般厚50 cm，石塊之間沒有粘結(jié)材料，有些在墻體表面用水泥砂漿勾縫?；A(chǔ)同樣由毛石砌筑，地基下挖約1 m深，基礎(chǔ)上直接砌墻。硬山擱檁式結(jié)構(gòu)，一般在3間房中間沿縱向設(shè)置兩道木屋架，木檁或水泥棒架設(shè)在屋架上，有些房屋在檁條上面搭毛竹作為椽子，椽子上鋪木板、蘆席、葦笆、或毛氈等材料做望板，沒有椽子的望板直接鋪在檁條上，再抹一層泥后掛瓦，如圖28所示。

圖27 土木房屋內(nèi)部 圖28 石木房屋內(nèi)部Fig.27 The interior of a timber-and-earth building Fig.28 The interior of a timber-and-stone building

圖29 民居的煙囪 圖30 屋頂?shù)牧_馬柱裝飾Fig.29 The chimney of a building Fig.30 Roman columns on the roof of a building

3 存在的問題及薄弱環(huán)節(jié)分析

通過對(duì)東部3個(gè)省份的調(diào)查和分析，發(fā)現(xiàn)我國(guó)東部地區(qū)的農(nóng)居尚存在以下幾個(gè)方面的問題：

(1)大部分老舊磚混房屋缺少抗震構(gòu)造措施，預(yù)制板應(yīng)用還很廣泛，抵抗大震的能力不強(qiáng)。這些房屋有的是一些老舊房屋沿襲下來一直使用，因?yàn)檎叩仍驔]有得到改造；有些則是由老舊磚木房屋等經(jīng)過擴(kuò)建改造形成的磚石混結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)形式混亂，受力復(fù)雜，容易在地震中遭到嚴(yán)重破壞甚至倒塌。

(2)磚木結(jié)構(gòu)在農(nóng)居中所占的比例還比較高，抗震能力薄弱，特別是有些地區(qū)的建筑由于處于采空區(qū)，多處發(fā)生了不均勻沉降，導(dǎo)致房屋出現(xiàn)了明顯的裂縫，很多房屋非常危險(xiǎn)，需要進(jìn)行拆除重建或抗震加固，以提高農(nóng)居整體抗震能力。

(3)土木、石木房屋依然存在，雖然很少有人居住，不會(huì)造成大面積的人員傷亡，但房屋年代久遠(yuǎn)，腐蝕嚴(yán)重，其破壞可能帶來一定的經(jīng)濟(jì)損失，也可能導(dǎo)致應(yīng)急救援環(huán)境的困難。

(4)一些中小城市的城中村中，多種類型房屋并存，很多房屋年久失修，抗震能力弱，且道路通暢性不好，救援條件很差，需要引起重視。

(5)民居中部分非結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)置不合理，如羅馬柱(安徽地區(qū)較多)、煙囪、女兒墻、大門樓等，見圖29-圖30，這些構(gòu)件容易發(fā)生地震破壞，進(jìn)而導(dǎo)致人員傷亡。

(6)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，房屋質(zhì)量不一定都好，比如張家港、煙臺(tái)等地區(qū)，這些地區(qū)整體房屋質(zhì)量可能很好，但仍舊存在一定比例抗震能力很弱的房屋，如空斗墻房屋、石木房屋等，也需要引起重視。

(7)多數(shù)地區(qū)人口空心化問題嚴(yán)重，村內(nèi)多為老幼婦孺，缺少青壯年勞力，在災(zāi)害來臨時(shí)自救互救的能力嚴(yán)重不足。

4 應(yīng)急救援處置要點(diǎn)

通過上面對(duì)我國(guó)東部房屋存在的問題及薄弱環(huán)節(jié)的分析，可以有針對(duì)性的提出相應(yīng)的對(duì)策和處置要點(diǎn)如下：

(1)對(duì)抗震能力不足的老舊磚混、磚木、土木、石木房屋，以及煤礦采空區(qū)的開裂房屋等抗震薄弱環(huán)節(jié)，采取改造、加固、搬遷等措施提高抗震能力。

(2)應(yīng)加強(qiáng)防震減災(zāi)知識(shí)的宣傳和普及，特別是房屋抗震知識(shí)的普及，引導(dǎo)百姓在建設(shè)房屋時(shí)，在房屋結(jié)構(gòu)安全和裝修兩個(gè)方面合理分配財(cái)力，不能為了僅僅美觀而忽略了結(jié)構(gòu)的安全。

(3)對(duì)那些易損壞的附屬建筑，比如獨(dú)立煙囪、女兒墻、羅馬柱、院墻門樓等，采取拆除或加固等，避免地震時(shí)傷人。

5 總結(jié)

文中以山東、江蘇和安徽3個(gè)省份為代表，通過實(shí)地考察和調(diào)研，分析了我國(guó)東部地區(qū)民居的總體特點(diǎn)，介紹了各類民居的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和建造方式，比較了各類民居抗震性能的差異，指出了東部地區(qū)民居存在的問題及薄弱環(huán)節(jié)，并給出了有針對(duì)性的建議。

(1)在我國(guó)東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，依然存在一定數(shù)量的老舊房屋。且由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡問題，個(gè)別地區(qū)的房屋質(zhì)量還比較差，比如蘇北地區(qū)、山東菏澤等地區(qū)，磚木結(jié)構(gòu)房屋在農(nóng)村還比較普遍。

(2)在江蘇省南部一些地區(qū)，雖然經(jīng)濟(jì)條件很好，但還存在很多抗震能力非常薄弱的磚混結(jié)構(gòu)房屋，采用空斗墻、預(yù)制板并且缺少抗震構(gòu)造措施的老舊磚混房屋還依舊使用。

(3)大部分土木、石木結(jié)構(gòu)等房屋已經(jīng)棄用，雖然無人居住，但這些房屋依然可能成為地震中致人傷亡的誘因，需要引起重視。