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《重慶建筑雜志》2014年第八期
1地震中白族民居建筑破壞分析
1.1木構架的破壞分析在此次地震災害中地震震級不大,按理論估計,白族傳統普通民居的木構架體系的抗震性能足以抵御這樣的地震作用,但是根據實際調查情況可以看出,大部分民居木構架體系受到了破壞。如圖1所示,該白族傳統普通民居的木構架和維護墻體均受到 了嚴重破壞。木構架的破壞主要包括幾個方面。(1)整體木構架破壞倒塌。在地震作用下木構架各個構件喪失承載,導致房屋整體坍塌。(2)木構架側移較大導致房屋整體傾斜嚴重。木構架體系中柱子浮擱在柱墩,在地震作用下,整個木結構具有一定移動和轉動能力,使整個木結構呈柔性體系抵抗地震作用。移動和轉動的幅度是有一定限制的,超過了限制會導致整個建筑大幅度整體傾斜。(3)局部構件變形較大無法使用。木構架民居中大木作的連接均采用榫卯連接。表現出極強的半剛性連接的特性。榫卯連接不僅改變結構的特性,而且在地震中已變形吸收了一部分能量,減小結構的地震效應。這種結構的可取之處是在地震等動荷載的作用下,由此導致的結構松動和構件之間的摩擦吸收了相當的能量,從而可以提高結構的抗震能力[3]。在此地震中,榫卯連接的性能得到了充分體現,部分榫卯結構在耗能過程中損壞,發生的轉動和位移較大對木結構整體承載力造成了破壞。
1.2圍護結構的破壞分析
1.2.1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,當地震剪力超過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構之間缺乏可靠連結時,圍護墻自身抗剪承載力很小,一遇地震作用便隨即坍塌。由于當地居民自助建造的白族民居不經專業人員設計、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。
1.2.2屋頂的破壞分析屋面構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,白族傳統普通民居基本上都出現屋面破壞。如圖3所示,民居出檐部分的瓦屋面在地震中受到破壞。
2民居的災后恢復重建策略
通過對地震后白族傳統普通民居的破壞程度的災害評估,按照破壞程度把受災地區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,結合當地具體的經濟條件,對不同破壞程度的民居建筑制定不同的恢復重建的策略。
2.1局部結構加固為主的恢復策略木構架具有一定的整體抗震性能,對于圍護結構保持完好的白族傳統普通民居采用的主要是局部結構加固的措施進行恢復,采用的措施主要是:利用鋼丁和錨固件對出現變形的榫卯節點進行加固;利用鋼絞線拉結糾正木構架的側移,提高木構架的整體承載力性能。如圖4所示,木構架立柱之間拉結的鋼絞線。
2.2破壞嚴重的采用整體建筑重建的策略為保證恢復重建農戶生命財產安全,因地質等原因不宜在原址建設的重新選址建設。在原址重建和重新選址整體搬遷重建過程中,當地政府統籌規劃,村民根據自身的經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)以原有木構架的木料為基礎,替換部分損毀構件,局部修繕圍護構件,如圖5所示;(2)以白族傳統普通民居結構形式重建,采用木構架承重,磚墻為圍護墻體的形式,如圖6所示;(3)用鋼筋混凝土的現代民居直接代替白族傳統普通民居,如圖7所示。
2.3重建過程應注意幾個方面(1)科學選址。應該通過有資質的地質災害評估部門給出評估意見,避開地震活動危險區、地質災害隱患區和其他自然災害波及區。(2)重建建筑選擇應充分結合當地實際,合理選擇。當地地處偏遠少數民居聚居的山區地區,經濟條件較差,重建建筑形式一方面要考慮當地居民的日常生活習慣和經濟承受能力。雖然,此次地震中政府在災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的建房成本支出是需要考慮的。此外,當地為少數民族聚居區,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民族聚居村落,這些村落承載的民族性和少數民族居住文化,不應該隨著標準化的震后恢復重建工程而消失,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代民居,應該遵循嚴格的設計和施工過程,現代民居有相對成熟的抗震設計措施保證建成建筑的抗震性能,但是對于白族傳統普通民居建筑,雖然木構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的影響。對此類建筑應該進行科學嚴謹的評估,保證重建的白族傳統普通民居能達到抗震性能的要求。(4)無論是鋼筋混凝土現代民居和白族傳統普通民居,需要嚴格把控施工質量。受災地點地處偏遠山區,無論建筑材料、施工機械還是工匠的施工技術都是非常缺乏和落后,這對重建中施工質量的保證是極大的隱患。
3結論
(1)在洱源“3•03”和“4•17”地震中由于地處偏遠山區,農村抗震設防意識比較薄弱,出現了小震大災的情況。(2)當地白族傳統普通民居的破壞比較嚴重,主要表現在承重木構架的破壞和圍護結構的破壞。木構架的破壞主要表現為整體木構架倒塌和木構架側移太大導致整體嚴重傾斜。圍護結構的破壞主要表現在墻體開裂倒塌和屋頂坍塌和瓦面破壞。(3)對于圍護結構保持完好的白族傳統普通民居采用的主要是局部結構加固的措施進行恢復。(4)木構架和圍護構件破壞嚴重的采用整體建筑重建,可根據實際情況選擇合理的重建策略。(5)在重建過程中,應注意選址的科學性、建筑形式的合理性和提高傳統民居的抗震性能。
作者:趙靜單位:大理學院