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[摘要]
近年来地震灾害造成了大量的人员伤亡和经济损失,特别是在农村,很多住宅没有考虑抗震设计,遭受的破坏更为严重。对青岛地区农村住宅抗震设防情况进行调查分析,发现该区住宅的构造柱和圈梁的设置、横墙间距等不满足抗震要求,提出了应加强屋盖及墙体连接、改变房屋的结构形式、设置构造柱及圈梁等改进措施。
[关键词]
近年来,我国住宅建设开始大规模发展,特别是农村住宅更是发展迅速,许多经济条件较好的农村实行了新农村改造工程,但农村住宅大多根据传统习惯建造,未经正规设计和施工,基本上不考虑抗震设防。农村地区社会和经济发展水平相对较低,防震减灾意识淡薄,农村住宅相对简陋,很多在抗震性能[1-3]上严重不足。地震造成房屋倒塌是农村地区人员伤亡重大的直接原因,而地震造成农村经济损失主要也是来自房屋的破坏。
1青岛地区农村住宅概况
以青岛市辖区村镇民居为研究对象,选取即墨市温泉镇何家庄(住宅改造较早)、丁戈庄(青岛市新农村试点村)和城阳区棘洪滩地区(部分住宅进行改造中)进行了调查研究,以上地区的经济水平在青岛市村镇中属于中等或中上,基本反映了这一地区新农村的发展情况,具有一定的代表性。调查后发现,目前新建或在建房屋最普遍的结构形式是黏土砖砌体房屋,部分新建住宅有构造柱和圈梁,而大部分是砌体结构直接作为承重和围护体系。从屋盖结构形式来看,主要有平屋顶和坡屋顶,其中坡屋顶占了非常大的部分。2~3层的住宅多采用砖混结构,基本都设置圈梁和构造柱,但此类住宅所占比例较小。从数量上看,以坡屋顶为主的单层砖木结构占主体。通过调查发现,青岛地区有一种典型的单层砖木结构住宅体系。该住宅四周外墙(即两道山墙两道外纵墙)为承重墙,内部墙体全部为120mm厚隔墙,至吊顶下部。南向外纵墙上有尺寸较大的窗(见图1a),多在1.5m左右,北向外纵墙上有较小尺寸的高窗,山墙上有高窗采光(见图1b)。采用三角形木屋架承重,房屋宽度约8m,长约10m,檐口高度多在4m左右。无圈梁和构造柱,采用高约1m的毛石基础。
图1房屋窗户示意Fig.1
Windows for rural residential building
2抗震设防存在的问题
通过实地调查,发现该地区农村住宅大都未进行专门设计,而是由村委会按当地传统及村民个人建议进行统一建造,造价在村民可以接受的范围内,却忽略了必要的抗震措施。主要表现在以下方面。
1)纵横墙(内外墙)门窗洞口较多,比如山墙开采光窗,降低了纵墙的整体刚度,不利于抗震。
2)基本采用三角形木屋架,一般每个屋架都由大梁连接横墙,大梁上放置三角形屋架,屋架节点处放檩条,檩条上做屋面。这种结构形式的房屋有利于形成大空间体系,但该屋盖系统与墙体连接往往不牢固,大梁下墙体无特殊处理(未加壁柱),导致大梁下墙体开裂。
3)未设圈梁和构造柱,门窗洞口处无过梁,屋盖和墙体连接不够紧密,使结构的整体性很差。
4)该类住宅的木梁与墙体、屋架与墙体以及檩条与山墙之间一般没有连接措施。住宅采用硬山搁檩,山墙高,稳定性差,易导致山墙外闪使屋架塌落。
5)大多数房屋墙体的砂浆强度远低于黏土砖的强度。有的住宅外墙无任何保护措施,加上雨水冲刷和风化,使砂浆和墙体承载力下降严重。
3增强民宅抗震性能的措施
3.1加强屋盖及墙体连接
发生地震时,单层砖木结构常有屋顶塌落现象发生[4-5],由屋架与墙体及檩条的连接不牢造成。因此,应加强屋盖各构件之间的连接和锚固。由于屋架跨度较大,按《砌体结构设计规范》GB50003—要求,应在支承处砌体上设置混凝土或钢筋混凝土垫块。木檩条在山墙上应注意搁置处的防腐处理,一般在端头涂以沥青并在搁置点下设混凝土垫块。屋架在墙上的搁置长度应≥240mm,檩条在山墙上的搁置长度≥180mm,并用墙缆与山墙拉结,檩条在木屋架上的搁置长度应≥60mm,这样可以增强结构的连接,从而增加整体性。
3.2改变结构形式
住宅局部墙段尺寸过小,有的承重窗间墙甚至不足0.6m。应控制南面门窗洞口尺寸,从而避免南北纵墙刚度差别太大,从而提高其抗震能力。
3.3设置构造柱及圈梁
构造柱和圈梁是增加住宅整体性的有效手段。当房屋层数为单层时,是否设构造柱,《建筑抗震设计规范》并未作明确要求。由于农村住宅层数少,总高低,对设防烈度6~7度的单层住宅,可以设构造柱,也可以不设。但青岛地区典型农村住宅抗震横墙少,仅有两道山墙(按《建筑抗震设计规范》,普通黏土砖墙厚度<240mm不作为抗震墙看待),山墙间距较大。在地震中外纵墙平面外受力,易使外墙破坏,从多次地震震害[6]看,该类房屋发生外墙拉脱外闪,会使屋架塌落,造成人员伤亡。所以,不设构造柱时应加强山墙与外墙的连接。在抗震设防区,圈梁加固墙身尤为重要。由于该类砖木结构的横墙少、空间刚度小,稳定性很差,应在檐口标高处设置圈梁,有条件时,也可以在基础顶设置下圈梁。圈梁宜采用钢筋混凝土现浇,高度≥120mm,宽度一般与墙体同厚。这样可以增加住宅的`整体刚度,有利于抗震。另外,还要适当提高建筑砂浆的强度,增加对墙体的保护措施,如在墙体表面粉刷防水涂料等。
4结语
新农村建设工程的实施,使农村住宅的建造数量快速增加,由于部分人对房屋抗震设防的意识淡薄,在建造房屋时,不经过正规设计和施工,往往根据当地的建造习惯而建设房屋,给房屋的抗震安全埋下隐患。本文对青岛地区民宅的抗震设防情况进行了现场调查,发现该地区农村住宅的抗震设防还存在很多不足,根据青岛地区农村住宅的现状和《建筑抗震设计规范》GB50011—的要求,提出了加强屋盖及墙体连接、改变房屋的结构形式、设置构造柱及圈梁等改进措施,为后续房屋的建设提供参考。
参考文献:
[1]潘明辉,缪昇.从云南省大姚县6.2级地震看我国小城镇和村镇房屋存在的抗震问题[J].世界地震工程,,20(4):86-89.
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[3]郭容,杨正湘,汪成.太阳山周围村镇建筑抗震性能调查[J].工程抗震,,6(2):37-40.
[4]唐丽华,尹力峰.新疆巴楚—伽师6.8级地震房屋建筑震害原因浅析[J].内陆地震,,17(2):165-169.
[5]王亚勇,葛学礼,袁金西.新疆巴楚M6.8地震房屋震害及经验总结[J].地震工程与工程振动,2003,23(2):172-175.
[6]张耀军,崔千祥,张新军.山东民房抗震设防问题探讨[J].工业建筑,,38(S1):422-424.
湖南地区新农村住宅改造设计研究与实践论文
关键词:农村 住宅改造 设计原则
摘要:本文通过对长沙黄兴柏加两镇“新农村住宅改造”设计,阐明了在当前中国国情下,新农村建设应该从实际出发,农村住宅中的“改造”成为新农村建设的主要手段之一。我们总结了农村住宅改造的发展规律,并结合当地实际情况进行准确定位,按照定位制定相应的设计原则、操作模式。
改革开放以来,农村房屋建设大体经历了三个阶段,分别是20世纪80年代初期、90年代初期和21世纪初期。通过这三个阶段,农民依靠政策和自己的力量明显改善了住房条件。根据现阶段农村的现实情况,特别是新农村建设又是当前湖南实现“两型”社会的一个重要内容。加强村庄规划和整治,加强基础设施建设,改善农村人居环境,整合村容村貌,是新农村建设的重要任务。
1黄兴、柏加两镇农村现状
当地的村落经过多年发展的积累,形成了一个生态有机的空间布局,以地方条件和居住者需要为基础,使黄兴柏加的住宅具有了亲切宜人的尺度,当地材料也带来了一定特色的立面风格,但在农宅选址时“逐水而居、沿路而住”的观念依然沿袭至今。对河堤安全警戒线、道路退让等考虑不周,常有被河水淹没及车辆撞击的危险。大量的占用耕地,占地面积过大,规划布局凌乱使得农村建筑现状混乱。
层数上则以一层、二层房屋为主,形式有坡屋顶、平屋顶。其中一层房屋多为坡顶,二、三层房屋中,近年新建的也多为坡屋顶。结构多为木结构、砖混结构,也有底层框架结构,材料主要是粘土砖、小青瓦、红瓦等。现有农村住宅单体功能较落后,功能布局不尽合理。不少地方依然沿用七八十年代的房屋格局,造成功能上的混乱及外观上的突兀,各房间的流线无法得到保障,不符合现代居民的生活习惯与要求,且村镇部分住宅间距不足,日照、通风、采光条件较差,配套设施也相对缺乏。
总之,黄柏两镇的大部分农宅由于经济条件的制约,缺乏设计人员统一的规划指导,施工前对材料没准确的估计和选择,在这样的情况下,往往是套用一个固定模式建筑布局,欠缺对建筑立面的考虑,不符合建筑形式审美要求,不仅增加了农民自身的经济负担,还造成严重的资源浪费。
2住宅改造
2.1平面设计
2.1.1在平面功能布局上,黄柏两镇的农民根据平时自己的生活习惯和工作性质已经处理得较为成熟,只是在少数的房间联系上不够到位,改造的方面主要体现在占地面积上略为浪费,本案在设计中注重节约用地,本方案建筑基地用地仅为139m2左右。节约用地体现在以下三个方面:A、将辅助用房和居住用房联合为一体,共同建设,减少了分离设置时居住用房与辅助用房之间的交通用地;B、平面呈较规整的小进深、长面宽设计,不仅有利于住宅单体的节能,有效地降低造价,同时为组团布置节约用地创造了良好条件;C、平坡结合的屋面及南北方向的退台不仅丰富了立面,又缩短了日照间距。
2.1.2充分考虑现代农村家庭生活行为的需要,合理组织各功能空间的布局,减少室内的交通面积,较好地体现了住宅的居住性、舒适性、私密性和安全性。本设计力求人流走向流畅,动静、内外、洁污功能分区明确、合理,住户使用方便。现提出三种基本功能空间分区:
A公共活动区:由庭院进入室内,宽敞明亮的客厅是接待客人的首选场所,用餐区把客厅和厨房分开,则就餐时仍可以与客厅互动交流。B私密区:二层设有起居室、卧室、卫生间、储藏室。亲朋好友可在二层起居室进行交谈、娱乐等各种休闲活动;住户可根据个人喜好安排主、次卧室。南向卧室设有凹阳台,既可在阳光明媚时沐浴阳光,又可在晴朗的夜晚欣赏星光夜色。而在上楼梯的'左侧则布置了一个客房,为亲友探访时提供休息的地方。同时,还考虑到家里的老人行动不便,在首层安排一间老人卧室。C储藏区:一层的车库可存放农具、储藏粮食,二层还有一个储藏室可存放生活用品。
2.2立面设计
在黄柏新农村住宅改造设计中,我们追求的是质朴亲切的建筑形象、健康温馨的家居环境、轻松优雅的生活氛围,所以立面设计是本案的重中之重,针对当地的建筑现状情况,我们构思了四种不同程度的改造方式。
2.2.1“移花接木”法
本方式将植物和庭院小品引入建筑中,如植被屋顶、棚架、植物暖房、绿篱围墙、草被、花卉、盆景、乔木、硬地、石桌凳、小水面相关配置等(图1,2),形成了具有一定生态性、休闲性的旅游特色,改造重点部位在入口,改造对象是所有的农宅。
2.2.2“改头换面”法
针对一些重点地段,如农家乐、集镇、进行全方位改造,如平改坡、双重外墙、搭建玻璃暖房等(图3,4),特点是荷载小,施工方便,色泽鲜艳多样,耐久性好,但经济性较差,改造周期长。
2.2.3“犹抱琵琶”法
只对立面的主要部位如大门、窗套、护窗、山墙等进行重点处理(图5,6),改造后的仿传统民居花格窗,垂花窗,使整个住宅具有浓郁的乡土风情,可以大量使用,但形式需因地制宜,有所变化。
2.2.4“略施粉黛”法
本方式专门针对20世纪70~80年代的民宅,将原有小青瓦屋面增添新瓦,使其屋面加厚变匀,外刷灰白色外墙涂料,是一种原生态的民居形式(图7,8),特点是施工方便,价格便宜。
以上四种方式在立面处理上充分利用当地盛产的各种材料,石材、木材和抹灰为外墙主要材料,形成立面肌理;屋面采用传统的小青瓦,部分运用透空排架的造型变化与建筑体量相呼应,增加并丰富了空间层次;门窗采用木材为框料,局部引用一些传统的木格栅作为装饰;栏杆采用石材与小青瓦拼花结合混凝土过梁的处理手法,达到了突出农村生活气息,尊重历史文脉,继承传统民居的特点。
2.3院落布局
本设计采用了庭院与街道空间相互渗透的模糊空间布局。前庭院休闲活动空间,中间房屋居住空间及后院工作空间。前庭院空间主要提供给居民一个半室外活动空间,较其他室外空间具有私密性。可供休闲、晾晒之用,是个利用率较高的活动场所。考虑到农民的生活习惯,在前庭院内设置苗圃,可供农民在院内种植蔬菜、瓜果或其他花草植物。
3几点启示
3.1设计人员通过与村民的交流,让他们根据需要对自己的房子提出改造意见,政府可以给予一定的经济补助,这样既符合了改造的目的,又调动居民参与的热情。
3.2集约化的规划布局,在最充分利用一切可以利用土地资源的基础上,更集中合理地进行农村规划,以提高农民工作效益和效率。
3.3新能源的有效利用方式A在向阳的屋面布置太阳能集热板以解决采暖、热水等问题,起到节约能源的作用。B多户统一布置沼气池,人畜排泄物统一排入沼气池厌氧发酵,形成可利用的清洁能源,保护薪材林木,同时也改善了卫生条件。
3.4充分利用当地盛产的各种材料。采用石材和抹灰为外墙主要材料,形成立面肌理;屋面采用传统的小青瓦,部分运用透空排架的造型变化与建筑体量相呼应,增加并丰富了空间层次;庭院铺青砖或石材;门窗采用木材为框料,局部引用一些传统的木格栅作为装饰;栏杆采用石材与小青瓦拼花结合混凝土过梁的处理手法,突出乡野特点。
3.5防水、防潮在屋面、外墙板缝和厨卫间均作防水,屋面防水为三级防水设防,选用高聚改性沥青防水卷材,合成高分子防水卷材和刚柔结合防水。由于湖南地区一年中潮湿周期较长,所以一层地面使用架空地板,防止地面返潮,同时考虑地面防潮层和墙体防潮层结合处的防潮处理,以达到最好的防潮效果。
总之,新农村住宅改造应从实践出发,本着“以人为本、回归自然”的原则,以整体社会效益、经济效益、环境效益三者的统一为基准点,着意打造优质人居环境,努力为居民塑造自然优美、舒适便捷的怡然栖息之地。实现建筑空间的公私分离、动静分离、洁污分离、居寝分离、食寝分离,延伸邻里交流空间;注重增强人与建筑的沟通,使人们在感受传统建筑形式与自然环境和谐统一的同时,增强了对家的归属感。
我国农村人口众多,地域辽阔,住宅改造情况复杂,难度较大,它是一项全社会参与、多部门协作的系统工程,人民强烈企盼有一个舒适优美的居住坏境,它将是个长期的过程,不能一蹴而就。新农村住宅建设中综合了农村经济、生活、产业发展等诸多因素,已经超出了传统建筑学理论的研究范畴。建立全新的农村住宅建筑设计学,指导新农村建设已成为时代所需,迫在眉睫。愿以本文抛砖引玉,与关注新农村建设的人士共同探讨,开创农村住宅改造及设计的新领域。
参考文献:
[1]刘仕清,唐伯固.新湖南50年研究.湖南人民出版社,1999.
[2]王姣姣.北京市大兴区“新农村新民居”设计介绍.住宅科技.2006.
[3]方明.新农村住宅设计初探.小城镇建设.2008.
★ 建筑抗震论文
★ 建筑结构抗震论文
★ 地区科技创新论文