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村镇建筑抗震构造措施的简化设计与应用案例

作者

饶明汉

身份证 330501199603308794

引言:村镇建筑是我国建筑体系关键部分,关乎数亿人口生产生活。但受经济、技术及抗震意识制约,普遍存在抗震构造缺失、结构不合理等问题,地震中易遭重创。浙江地处东南沿海,虽地震不频繁,但历史上也有破坏性地震,且村镇建筑密度大、传统民居多,抗震安全亟待重视。传统抗震设计在村镇推广难,因此需探索“简化设计、本土施工、经济适用”的抗震体系。

一、浙江村镇建筑抗震现状与核心问题

浙江村镇建筑中,砖混、木构、石砌结构占据主导,但各自存在显著抗震缺陷。砖混结构因缺乏构造柱与圈梁的约束,墙体如同“散装”拼接,地震时易沿灰缝开裂甚至整体倒塌;木构建筑虽凭借木材柔性可消耗部分地震能量,但其节点依赖榫卯连接,而传统榫卯尺寸偏差大、嵌合松散,地震中极易因反复拉扯导致拔榫、脱榫,引发结构失稳;石砌建筑则因块材间仅靠砂浆薄层粘结,缺乏钢筋等拉结件,整体性如同“积木堆叠”,地震时易发生块材脱落、墙体外闪。

以绍兴某古村为例,其传统民居采用“空斗墙”砌筑,墙体内部中空率高,且未设置圈梁构造柱。在模拟地震试验中,即便遭遇小震作用,墙体也迅速出现贯穿裂缝,承载力大幅下降。村镇施工队伍多凭经验作业,对钢筋绑扎、混凝土振捣等关键工艺把控不严,使得传统抗震设计中的“钢筋混凝土构造柱”常因施工缺陷而失效。因此抗震构造简化设计需聚焦“易操作、可落地”,采用预制构件替代现场浇筑、用机械连接替代钢筋焊接,降低技术门槛,确保抗震措施切实生效。

二、抗震构造简化设计的核心原则与技术路径

针对村镇建筑经济条件有限、施工技术水平不高且地域特色鲜明等现状,简化设计需严格恪守“整体性优先、节点强化、材料本土化”三大核心原则,以实现低成本、高效能的抗震目标。

整体性优先原则着重通过构造措施将结构各部分紧密相连,防止地震时局部破坏引发整体倒塌。以砖混结构为例,传统现浇工艺对施工精度要求高、难度大,村镇施工队往往难以胜任。而采用“预制混凝土圈梁 + 简易构造柱”组合,预制构件可在工厂批量生产,质量更有保障。现场施工时,通过预埋件实现快速连接,形成完整框架,能有效约束墙体,增强结构整体性。普通村镇施工队经简单培训即可熟练操作,大幅降低施工难度与成本。

节点强化原则聚焦木构、石砌等结构的薄弱部位,设计标准化加固组件。木构建筑中,“榫卯强化套筒”是创新亮点。金属套筒紧密包裹榫头,增大接触面摩擦力,避免地震时榫头拔出、脱榫,保障节点稳固。石砌建筑采用“钢筋网砂浆面层”加固,将钢筋网嵌入石墙,外敷砂浆,使松散石块连成一体,显著提升石墙抗剪能力,增强结构稳定性。

材料本土化原则注重利用地方资源,降低成本。浙江竹材资源丰富,开发“竹筋增强砂浆”替代部分钢筋。竹筋成本低、易获取,且与砂浆粘结性好,在满足抗震要求的同时,保留了传统建筑风貌,实现了经济与美观的有机统一,为村镇建筑抗震改造提供了可持续的解决方案。

三、浙江村镇抗震构造简化设计应用案例

该村传统两层砖混民居,原设计未考虑抗震,墙体为空斗砌筑,这种砌筑方式墙体整体性差,地震时极易发生脆性破坏,严重威胁居住安全。改造时采用“预制圈梁 + 简易构造柱”体系。预制混凝土圈梁按需分段制作,运至现场后用螺栓快速连接成闭合环梁,有效约束墙体;构造柱选用小型预制构件,内部预埋钢筋,与圈梁通过焊接稳固相连。施工过程简单,普通木工和泥瓦工就能操作,无需专业钢筋工,大幅降低了对施工人员技术水平的要求。改造后经模拟地震测试,墙体开裂荷载显著提升,结构整体性大大增强,而且相较于传统现浇工艺,造价明显降低,为村镇建筑抗震改造提供了经济可行的方案。

丽水某村在地震中木构民居遭受重创,榫卯节点脱榫问题极为突出,导致房屋结构失稳、损毁严重。重建时引入“榫卯强化套筒”技术,在传统榫头外部精心包裹金属套筒,并于套筒与榫头间的空隙填充环氧树脂,极大增加了摩擦力,有效防止榫头拔出。同时在梁柱关键节点处增设“木斜撑”,巧妙构建出三角形稳定结构,进一步增强节点稳定性。施工过程简便易行,村民经简单培训就能上手操作,无需专业设备辅助。重建后的房屋通过振动台试验验证,节点承载力显著提升,未再出现脱榫情况,且完整保留了传统木构建筑的独特外观与深厚文化价值,实现了抗震与文化传承的双赢。

温州某村石砌民居多依山坡而建,石墙虽厚实却整体性欠佳,在地震作用下极易因整体性不足而倒塌。加固时采用“钢筋网砂浆面层 + 基础锚固”技术。先在石墙两侧精心铺设钢筋网,利用“L”形锚筋将钢筋网与墙体紧密连接,再外敷砂浆形成坚固保护层,增强石墙的整体性和抗剪能力。材料选取上,充分利用本地石材与砂浆,降低成本的同时保证与原建筑风格协调。施工过程简单,仅需电钻、搅拌机等基础设备,村民经培训后即可参与。加固后的石墙抗剪强度显著提升,在模拟地震测试中表现良好,实际地震中也未发生整体倒塌,有效保障了村民的生命安全。

结束语:村镇建筑抗震构造的简化设计是破解"安全-经济-可行"矛盾的关键。浙江实践表明,通过构造措施的精细化设计与本土化改良,可显著提升村镇建筑抗震能力,且成本可控、施工简便。未来需进一步结合地域特色,完善简化设计技术体系,同时加强村民抗震意识教育,推动抗震构造从"技术落地"向"社会共识"转变。乡村振兴背景下,村镇建筑安全不仅是技术问题,更是民生工程与文化传承的载体,简化设计为这一目标提供了创新路径。

参考文献:

[1]王小盾,蒋金成,陈志华,等.村镇简易装配式异形柱及其钢框架结构体系设计及施工关键技术研究[J].钢结构(中英文), 2023(9):37-44.

[2]安巧霞,孙三民.村镇住宅密肋柱抗震生态墙体体系.2018[2025-07-30].

[3]黄思洋.村镇砌体结构简易隔震措施试验研究[D].昆明理工大学,2019.