对四川小金藏羌民居提高抗震安全性能的初步建议

对四川小金藏羌民居提高抗震安全性能的初步建议西建大-周铁钢对四川小金藏羌民居提高抗震安全性能的初步建议西安建筑科技大学土木工程学院周铁钢根据前次考察情况，以下仅从结构专业角度，对四川小金藏羌民居如何在现有条件下提高抗震安全性能提出如下初步建议。一、地基与基础山区由于地形、地质复杂，地基软硬不均匀，且石砌房屋墙较厚，自重大，因此一般应有必要的地基处理措施。有条件时，应尽量将基础挖得深一些，宽一些，采用块石、片石回填，并采用砂浆浇灌处理，使之形成坚固整体。具体建议：片石基础深度尺寸以不小于墙体底部厚度尺寸控制，基础宽度为自墙边向两侧伸出100mm～200mm控制；墙根底部200mm左右高度采用砂浆砌筑，起到加强及防潮作用（考察发现部分墙体根部石缝中粘土有碱蚀变酥现象，强度很低）。如图1所示：图1基础与墙根处理建议二、墙体1传统片石墙砌筑工艺特点片石墙体砌筑工艺与质量对藏羌民居的抗震性能影响最大。传统藏羌民居或碉楼之所以抗震性能较好，仅从墙体砌筑工艺看，有以下特点：1）墙较厚。一般墙根厚600mm～800mm，向上渐收。墙厚则地震时平均剪应1对四川小金藏羌民居提高抗震安全性能的初步建议西建大-周铁钢力较小，墙中局部空腔、片石搭接不好等不利因素表现的就不为突出，并且可以弥补这些不利影响。2）片石材料选择讲究。表现为：片石棱角分明，长料多，碎料少，大小搭配合适，厚薄均匀。3）墙体砌筑工艺较好。表现在：·片石相互搭接，四周转角咬茬，泥土灰缝较薄且密实均匀；·墙面在一定间隔布置较大块石材（有的叫“过浆石”），阻断水平通缝，使得墙体不易产生水平通缝或斜向裂缝。·墙体从下向上逐渐减薄，强度、刚度因此从下至上逐渐变小，符合现代抗震设计的力学原理；·墙体门窗洞口较小，因而对墙体强度、刚度消弱较小；·碉楼房屋宽度较大时，背墙正中位置砌筑成鱼脊状突角（当地称“鱼脊背”），起到局部加强与支撑作用，并增强了墙体的稳定性。类似于砌体房屋墙体中的扶壁柱。·墙体灰缝并非完全水平，其中四角灰缝略高于墙体中部灰缝，使得每一层间灰缝呈弧线形状，一方面符合墙体中部荷重较大的传力特点，另一方面由于灰缝中部低、两侧翘起，地震时会加大灰缝上下石料的摩阻力，从而增强墙体的抗震性能。如下图所示。·听有些人讲，原老房子在建造时，一般一年砌筑一层，待墙体干透并且石料与灰缝完全受力稳定后，来年再砌筑二层。综上，由于传统藏羌民居或碉楼具有以上特点，并且基本采用木构架屋顶，自重轻，地震力小，因此其综合抗震性能较好。2对四川小金藏羌民居提高抗震安全性能的初步建议西建大-周铁钢2现阶段增强片石墙抗震性能的建议时至今日，能完全掌握以上砌筑工艺的石匠已非常少见甚至无处循迹。并且，由于现阶段材料、人工费用较高，建房任务迫切，已不可能将墙体砌的很厚，也不可能如一年砌一层这样耗工费时。但是，对传统工艺的剖析可以加深我们对藏羌民居的理解，有助于我们在现有条件下对传统工艺有选择的予以继承与学习。结合对小金藏羌民居现状、当地可供选择的材料及价格、当地村民经济条件，及地震中片石房屋的震害表现等方面的考察，建议采取以下措施以增强片石墙的抗震性能。1）加强地基、基础处理，并将石墙根部一定高度采用水泥砂浆砌筑。如前述图1所示。2）继续挖掘石墙砌筑的传统工艺，找寻老工匠，在实际工程中实践并重现“鱼脊背”、弧线形灰缝及“过浆石”等工艺。3）除以上措施外，建议采用一些造价低廉、施工便捷且更为有效的措施对墙体进行适当加强，使其抗震性能有较大幅度提升。·方案一：在墙体中设置砂浆配筋带。对于一般房屋，层高3.0m左右，沿墙高设置2道环向水平配筋带即可。这种做法比在墙体中设置木板、木条、木块、圆木或树棍等（藏羌民居中俗称“布筋”）要牢固的多。如下图所示。·方案二：在墙体角部或纵横墙接茬处采用水泥砂浆砌筑，对这些在地震时3对四川小金藏羌民居提高抗震安全性能的初步建议西建大-周铁钢容易破坏的部位进行局部加强。其他部位仍采用泥浆砌筑。如下图所示。·方案三：对于经济条件较好的农户可以采用更为可靠的方案。如采用隐形构造柱与钢筋混凝土圈梁的做法（小金县城有很多这种相似做法，不足之处是混凝土材料外露，打破了原来整体片石墙的立面效果）。另外，有条件也可以全部采用水泥砂浆砌筑，从四姑娘山脚下的旅游区及甘南藏区考察的情况看，全部采用水泥砂浆砌筑的单层或2层民房在汶川地震中基本完好。【以上墙体增强方案中，墙厚一般取不小于400mm即可。方案一与方案二也可以搭配同时采用。具体情况可根据农户自己经济条件酌情选用，并可以有所调整。】三、楼（屋）盖1单层房屋传统藏羌碉楼应该以平屋顶为主（小金多数为坡屋顶，已有汉化风格）。单从房屋整体性方面来讲，平屋顶要好于坡屋顶。如采用平屋顶时，建议采用整体木屋架。尽量避免采用硬山搁檩方式，圆木檩条宜在其下做木垫板，使得受力均匀并且在地震时不会轻易滑动。如下图所示。2二层房屋·对于二层藏羌民居，如采用前述墙体增强方案时，楼（屋）盖可以全部采用现浇混凝土楼板，或一层顶板现浇、二层顶采用整体木架屋面。·如墙体采用传统做法时，楼（屋）盖宜全部采用木架承重，以减小荷重。【以上仅为初步意见，如进行试点工程建设，诸多方面还可以再深入研究与分析】4