1.0.4 对农村危改房抗震设防目标的探讨,基于以下考虑:
·农村危改房建设绝大多数仍然是农户自主建设模式;
·农村危改房与城镇住宅在建筑形态上的明显差异(房屋低矮,层数少,开间小);
·农村危改房使用功能的双重属性(生活居住与生产);
·农村危改房建筑材料的本土性与结构体系的多样性;
·农村遭遇大震时人员出屋避险路径相对快捷;
·震损农房的修复与加固较城镇建筑相对简单;
·危改房施工的主体力量是农村建筑工匠,而非专业施工队伍;
·危改房建造成本与农户的经济承受能力;
·普通农房使用年限或更新周期相对城镇建筑较短(平均目前不足30年)。
根据农村危改房建设的以上特点,本基本要求在《抗震规范》“小震不坏,中震可修,大震不倒”的基础上,与《镇(乡)村建筑抗震技术规程》JGJ 161-2008(以下简称《镇村规程》)基本一致。
1.0.5 明确了本基本要求为不同结构形式农村危改房的最低抗震设防标准与技术措施要求。条件允许时,鼓励尽可能达到《抗震规范》的要求。
3 基本要求
3.1 房屋的层数与高度
3.1.1 普通农房的结构类型一般按照竖向承重构件的类型划分,具体包括:
1 砖墙承重结构。这里所说的“砖”,包括烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、水泥砖、混凝土砖等,一般大面长度为240mm,宽度、厚度略有差异。以砖墙作为主要竖向承重构件,楼(屋)面采用钢筋混凝土现浇板或预制板的混合结构房屋称为“砖混结构”;砖墙承重、楼(屋)面采用木构件的房屋结构称为“砖木结构”。砖墙承重结构房屋是当前农村危改房的主要结构形式之一,当材料、构造措施及施工质量有保证时,这种房屋结构具有良好的抗震性能。
2 砌块墙承重结构。砌块指混凝土小型空心砌块,是普通混凝土小型空心砌块和轻骨料混凝土空心砌块的的总称,简称“小砌块”。主规格尺寸一般为390mm×190mm×190mm,空心率在25%~50%之间。
3 石墙承重结构。由石砌体作为主要承重构件的房屋结构,料石、片毛石是石砌体的主要块材。料石由于经过加工,形状尺寸较规则,砌筑时料石之间搭接较好,墙体质量一般有保证;片毛石形状各异,其风化程度与砌筑质量对墙体强度影响较大,故厚度应适当加大,一则可以减小墙体平均应力,二是墙体局部空腔、石料之间搭接不好等不利因素表现的就不为突出,各地调研情况也表明,片毛石墙厚度基本在300mm以上。
4 生土墙承重结构。在西部广大农村地区,由于受地理、气候环境及经济因素的制约,目前生土墙承重结构仍具有蓬勃的生命力。由于材料强度较低,施工工艺落后,生土结构的建筑层数、建筑高度及适用设防烈度应受到较大幅度限制。根据近些年来生土结构的震害表现及相关试验研究,尤其是新疆在农村抗震安居工作中对生土结构农房的改良实践及遭受6级左右地震时的表现,说明当构造措施加强后,单层生土结构农房可以在8度(0.20g)地区使用。
5 木结构。由于结构构造、基础类型、及楼(屋)盖形式等方面的不同,各类木结构房屋的抗震性能有一定差异。其中穿斗木构架和木柱木屋架结构整体性好,震害小,在8度区可以建造两层。木柱木梁式结构梁柱之间连接简单,且通常为粗梁细柱,抗震性能不如前者,建议只能建造单层房屋。
3.1.2 农房的层高应考虑实际功能需要,不宜太小,从安全与经济角度也不宜过大。一般对平屋顶房屋,层高以3.3米控制较为合适;对坡屋顶房屋,如单层生土结构农房,《抗震规范》规定檐口高度(即建筑高度)不宜大于2.5米,除去室内外高差及屋盖高度,房屋最低处净高可能不足2.0米,影响使用功能,对西部各地生土农房调研表明,层高以3.6米控制较为合适。
3.2 场地、地基和基础
3.2.1 农村危房改造过程中,有部分建设场地属于不利地段,农户一般没有能力对这类场地进行勘察或评估,建议由各县级住房城乡建设部门组织勘明场地状况,并提出处理方案,避免造成严重后果。
3.2.4 调查发现,有些农房基础埋深严重偏小。为保证房屋在地震时的稳定性,及减小持力土层不均匀可能造成的房屋不均匀沉降,应对房屋基础埋深做出最小控制。严寒或寒冷地区当冻土层较深时,为减轻建房成本,不建议一概要求房屋基础必须在冰冻线以下,宜根据土层对冻胀的敏感程度及当地经验综合考虑采取适宜的地基处理措施与基础形式,比如在基础下铺设一定厚度的砾石垫层或采取混凝土条基等以增强基础抵抗冻胀的能力。
3.3 建筑材料与施工要求
3.3.2 对农村建筑材料的调查表明:
1 混凝土小型搅拌设备目前在农村建房中开始普及,混凝土构造柱、圈梁及现浇楼板的强度等级设定为不低于C20基本可以做到。
2 《抗震规范》要求承重墙体采用的砖块强度等级不应低于MU10,鉴于农村建房大多数砖块为小窑生产,且房屋层数低、荷载小,建议不小于MU7.5即可。
3 《抗震规范》要求砌筑砂浆强度等级不应低于M5.0,《镇村规程》要求不应低于M1.0,根据计算分析及对各地农房建造过程中砂浆强度的调研情况,对一、二层农房来讲,当其他构造措施适当时,砂浆强度取M5.0安全富裕度较高,但在一些贫困地区建房时存在一定困难;如果取M1.0则水泥用量偏少,墙体抗剪承载力相对偏低。综合理论计算分析与各地实际情况,建议取M2.5的下限值较为适宜。
4 调查表明,当前部分农户在建房过程中使用废旧木料较多,且截面尺寸普遍较小,对此应做出适当限制。
3.3.3 汶川地震、玉树地震中的大量农村房屋震害表明,采用泥浆、草泥或不加水泥的石灰砂浆砌筑的砖墙、砌块墙及料石墙整体性极差,墙体抗剪承载力极低,遭遇大震时破坏非常严重,甚至发生破碎性倒塌。调查发现,西部有些贫困地区由于建房习惯或为了降低建房成本,仍然存在使用泥浆、草泥砌筑砖墙、砌块墙的现象,严重影响房屋的质量安全,应立即予以杜绝。
对于墙体较厚的毛石墙、片毛石墙(墙厚超过400mm),当全部要求采用砂浆砌筑时,由于砂浆用量较大,建房成本较高,在一些贫困山区、牧区可能无法做到。对此不利影响,可以采取其他构造措施予以弥补,如墙体上下设置钢筋混凝土圈梁、中部设置水平配筋砂浆带来增加墙体约束,提高墙体的整体性与承载能力。
3.3.4 调查表明,农村使用的预制空心板,绝大多数没有出厂质检合格证,还有相当数量为旧房拆卸的废旧楼板,由于技术条件限制,预制板在农村建房时无法进行现场的质量检验和认定,安全隐患不能完全排除;其次,按照国家规范、标准,采用预制板的房屋其抗震构造有较严格的规定,如预制板之间的相互拉接,板与墙体、圈梁的拉接,支撑长度要求等,这是非专业的农民施工队伍较难做到的。因此,在地震区采用预制板而构造措施不到位,大震时可能无法避免灾难的发生。而现浇楼板施工质量相对容易控制,并且房屋整体性好,造价与预制板比较也不算太高,因此建议6、7度时限制使用预制板,8度时禁止使用。西部各省份实地调研结果也表明,当前使用现浇板在农房建设中非常普遍。
3.4 结构布置与结构体系
3.4.1~3.4.2 形状比较简单、规整的房屋,在地震作用下传力路径直接,受力合理,设计、施工相对简单。以往的震害经验充分表明,简单、规整的房屋在遭遇地震时破坏也相对较轻。
3.4.3 由于农村建房墙体材料选择较随意,出现了很多混合型墙体承重结构形式,如底部砖砌上部土坯墙结构(俗称“穿靴戴帽”),四角砖柱土坯墙结构(俗称“四角硬”),有的仅山墙或正立面墙为砖墙,其余为土坯墙的砖土混合结构,有的同一面外墙采用两种材料,内侧为土坯,外侧砌砖墙(俗称“里生外熟”)。这类房屋由于材料混用,砖土界面结合处易开裂,房屋整体性与安全性均较差,应禁止使用。
独立砖柱、砌块柱、石砌柱、土坯柱等承重形式由于延性及变形能力差,抗剪、抗压承载能力低,应禁止使用。
3.4.4 与《抗震规范》对比,承重窗间墙最小宽度及承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离有所放松,主要是考虑到普通低层农房墙体荷载较小。承重墙体中门窗洞口的开洞率限值基本相同。
调查表明,部分藏式民居有设置房屋转角窗的传统,由于转角窗与墙体的连接较差,且整体受力不合理,地震时极易发生扭转破坏,因此在后续危改房建设中应禁止使用。
4 砖墙承重结构房屋
4.1 一般规定
4.1.1 砖墙承重结构包括砖混结构和砖木结构,在当前农村危房改造中所占比例最大。砖木结构屋面一般采用木构件承重,重量相对较轻,但房屋整体性不如砖混结构。为保证砖木结构房屋抗震性能,对其墙体抗震构造措施(构造柱、基础圈梁、楼屋盖圈梁及砂浆配筋带)的设置要求应与砖混结构相同。
4.1.3 空斗墙由于承载力低,施工难度大,质量难于保证,在2005年江西九江地震中,这类房屋震害普遍严重,今后应禁止在抗震设防地区使用。