刘星文
兰坪县政务服务管理局 云南 兰坪 671400
摘要：本文通过对村镇民居传统木结构房屋抗震安全薄弱原因的分析，从抗震加固技术和建设管理两个方面提出了相应的防御措施。
关键词：木结构房屋 抗震 安全措施
1 我国传统木结构房屋现状及受地震灾害情况
1.1传统木结构承重体系砖木结构、土木结构是我国广大村镇及山区各民族最广泛、最基本的住房结构形式，是我国人民千百年来总结出来的有利抗震的木框架结构形式，但地震时破坏程度比其他结构形式严重，一般遭遇地震烈度为7度及7度以上的地震时，大多数会遭到不同程度的破坏或倒塌。而我国农村住房大多数分布在有地震须抗震设防的地区和边远山区，现有的多数住房不可能有正式设计和抗震指导条件，且大部分年久失修、节点连接差、布局不合理、建材质量差等导致抗震性能差，缺乏应有的抗震能力，大量房屋一震即倒，一震即塌。多年来，农村民居建设从规划选址、设计施工、质量安全、抗震设防等环节都缺乏有效管理，都由建房着、房屋拥有者自行设计施工。致使农村民居建设质量低、抗震性能差，普遍存在安全隐患。
1.2据不完全统计，我国广大农村房屋多建于80年代中期，其中砖混结构房屋占 2.5%,木结构占（其中：砖木结构占8.5%；土木结构（木构架）占19%；其他70 %,抗震性能低于设防烈度的占85%，其中需要抗震加固的占72%，需要拆除重建的占28%。由于广大农村民房抗震性能较差，地震灾害造成的损失尤为严重。
1.3如何最大限度地减轻地震等自然灾害造成的损失，保障人民群众生命财产安全，始终是国家经济建设和社会发展必须面对的重要问题。国家2007年提出实施农村民居抗震安全工程建设是全面落实科学发展观，科学防震、主动减灾，统筹城乡发展、乡村振兴、农民安居乐业、扎实推进社会主义新农村建设和构建和谐社会的重大举措。党中央、国务院于2008年提出加快农村危房改造和扩大试点，按照中央保民生、保增长、保稳定的总体要求，以解决农村困难群众的基本居住安全问题为目标，开展农村危房改造试点，改善农村困难群众生活条件，推动农村基本住房安全保障制度建设。逐步解决农村贫困户的危房问题。要求要高度重视并尽快改变农村民居工程基本不设防的状况；要加大宣传教育力度，把防震抗震知识普及到乡(镇)、村及农户，使广大农民把建设安全农居变为维护自身安全的自觉行动。
1.4在当前的经济条件下，要完全淘汰村镇民居传统木结构房屋是不可能的，全部拆除重建也不可能，而其抗震问题又必须解决。只有科学防震、主动减灾，并采取必要的抗震加固措施，充分考虑农民的物质承受能力，量力而行，以加固改造为主、拆除重建为辅，帮助和引导广大农民建造和改造现有房屋，提高抗震性能，改善农民居住安全条件，才能最大限度减少地震灾害损失。
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2 现今我国传统木结构房屋存在的问题及震害分析
2．1存在问题。
2.1.1场地选择不当。 许多山区及丘陵地区村镇房屋建在山尖及地形变化剧烈的不利地方，由于地形对地震波的放大作用使地震作用加强。建设在滑坡等有自然灾害地段。如2003年7月21日云南大姚地震 中位于山尖及地形变化剧烈的地方房屋基本倒塌。
2．1.2结构布局不合理。村镇民居传统木结构房屋中相当一部分是由屋主根据主观意愿自行设计，往往造成建筑平面布置不规则如 …L 型 “、n”型，再加上房屋本身没有进行抗震措施，地震时受扭转效应的不利影响，从而导致房屋容易发生破坏倒塌。
2．1.3结构体系有缺陷结构连接措施不足。村镇民居传统木结构房屋多为纵墙或横墙承重，然而由于连接构造措施不当，不能有效的传递荷载。如木结构的门式和三角形屋架之间无斜撑，仅靠铆榫和檩条连接不能形成刚接点，在地震作用下容易松动变为铰接点，整个屋面系统成为一个几何可变体系，从而在地震作用下容易发生倾斜或倒塌。又如山墙搁檩，即檩 条直接搁在 山墙上，而山墙一般较高，整体稳定性差，地震时山墙容易内闪倒塌，导致屋盖塌落造成住户被活埋死亡，人员伤亡惨重。
2．1.4 材料强度不能保证 。村镇房屋主要为土坯房屋、木结构房屋、石结构房屋、砖土混合承重房屋等砌体结构房屋，材料质量和强度没有保证。如砖土结构房屋中砖和土坯之间粘结强度低；木构件容易发生腐朽，且没有任何的防腐措施，这些房屋在地震作用下容易由于强度不够而发生破坏。
2.2震害分析。传统木构架承重体系民居房屋结构是有利抗震的木框架结构形式，其绕度大，一般为单层或俩层，极少有三层情况，开间3～5间，屋面材料多为筒板瓦或小青瓦，楼面为木楼板，墙体材料多为土坯墙或土筑墙，墙厚40～90cm。但是也存在不利于抗震的结构因素。
2.2.1抗击地震力度破坏强度不足问题。地震时，地面竖向运动分量引起建筑物产生竖向震动、水平震动及鞭捎作用力。一是竖向震动对建筑物最高处震害最明显，对木构架房屋主要表现在瓦屋面、楼面、屋架及高出屋面的烟充等破坏；二是水平地震作用主要集中在节点上的水平集中力，对木构架主要表现在梁柱交接处节点位置；三是鞭捎作用主要对瓦屋面的局部、墙体局部破坏。地震力震害最大、破坏最强主要反映在节点处。所以加大节点加固是确保木结构整体稳定性的关键。
2.2.2纵向稳定性差，震后木构架歪斜、变形或倒塌，失稳的问题。一般木结构房屋不设地圈梁或地脚牵梁，所以柱基础稳定性差，整体刚性不足，同时纵向受开间布局影响，木梁、柱连接榫接部位容易脱节，榫头连接处榫头容易拨出，导致屋架整体纵向失稳，结构丧失整体性而造成的破坏是房屋破坏中最严重。柱同一截面处开槽面积达柱截面积的40%以上，很大地削弱了柱垂直刚度。
2.2.3外墙土坯墙或土筑墙，易倒塌，墙体与构架连接不牢靠，墙柱连接整体性差的问题。墙体在楼层处、墙柱连接位置，由于墙体包柱、包梁导致墙体截面积最小、最薄弱，加之连接缺少拉结措施或拉结措施设置不但，没有很好的咬槎，地震时维护墙体容易倒塌，是造成人员伤亡和损失的主要原因。宜倒塌墙体部位主要集中在悬墙、大叉以上山墙木穿斗架在楼面处木柱断面削弱最大（削弱面大50%），地震时柱在楼面处容易扭断或折断造成穿斗架倒塌。由于穿斗在楼面处承重梁、连系梁、牵心梁等分别从前、后、左、右垂直交接在柱轴，与柱榫接相连，削弱了柱有效截面积，又无特殊处理接缝缝隙措施，所以该位置受地震力影响最不利的节点位置。该节点地震力复杂，主要承受柱子传来的轴向力、剪力和梁传来的弯矩、剪力作用， 受拉力、受扭转、受剪切、受轴压等破坏，造成一是脱榫，二是柱在该位置折断或扭断造成整体构架失稳倒塌。
2..2.4柱与柱基（木柱与柱脚石）连接不牢，地震时柱与柱碓易错位，失稳，造成上部结构倒塌的问题。由于传统木结构房屋施工中均无柱与柱脚有效连接措施，所有结构均为是柱直接落在柱脚石上，靠柱及上部荷载压力稳定。排架间，柱与柱跟部又无牵梁等水平方向固定，受地震力影响时柱失稳，构架歪斜或倒塌。
2.2.5屋架受地震力影响瓦屋面滑落，屋面檩条脱落的问题。当前农村土木结构房采用最多的是小青瓦、筒板瓦屋面构造，少数地区也有采用波形石棉瓦、镀锌铁皮瓦、木板、石板屋面。大部分瓦干铺或局部做浆铺在椽子上。受地震力影响瓦屋面下滑容易造成人员伤亡。
3 提高传统木结构房屋抗震安全主要措施
3.1管理措施
3．1.1将农村房屋建设管理规范化，加强政府技术指导 。(1)选址合理 ：① 应选择对抗震有利地段，如稳定基岩，坚硬土，开阔平坦、密实、均匀的中硬土等。②避开不利地段，如软弱土，液化土，条状突的山嘴，高耸孤立的山丘，非岩质的陡坡，河岸和边坡的边缘 ，平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层(如古河道、疏松的断层破碎带、暗埋的塘浜沟谷和半填半挖地基)等。③严禁在危险地段建造房屋。危险地段：如地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发震断裂带上可能发生地表错位的部位。
3．1.2房屋形状宜简单规划 。房屋形状宣简单、规则。震害经验表明：规则的建筑、结构体系合理的建筑遭遇地震时破坏较轻。因此，村镇建筑在结构选型布置上，应强调概念设计，力求做到： 房屋结构体系合理 ，房屋体型宜简单、规整。应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。同一房屋不应采用木柱与砖柱、石柱混合承重或砖墙、石墙、土坯墙、夯土墙等墙体混合承重。
3.2传统木结构房屋抗震技术措施。
技术措施针对木结构房屋抗震中存在的问题，加强抗震构造措施，增强抗震能力，结构加固要最大限度保证在设定的地震列度强度内地震来临时结构不倒塌，达到减少人员伤亡及财产损失的目的。在对木结构房屋民房改造、抗震加固中应重点采取以下措施。
3.2.1加强房屋的纵向稳定，提高房屋整体性 ，避免房屋构架纵向失稳。在屋盖屋架大叉以上加纵向支撑。如在两端间及隔间中柱顶部加木剪刀撑或木斜撑，断面80×150木枋或角钢L5×45×45（剪刀撑或斜撑因地制宜可以用木材或角的的钢）。用d12×120自攻螺栓与木柱或正中挂枋连牢。确保地震作用力下屋架纵向稳定。
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3.2.2在木柱脚处加锁脚枋（地脚、地连系梁），断面木枋120×180，加强木柱脚处锚固（柱脚石以柱有可靠的连接）。对于裸露外柱（走廊柱）可浇筑钢筋混凝土外包柱脚。
3.2.3增强外墙墙体稳定，设置外墙与柱拉结措施，做到外墙体在地震时只能往外倒，不伤及室内人员，具体采取以下措施。（1）沿外墙内侧层高1／2处曾设木牵梁（断面80*100侧放）或顺墙板一道与木柱连牢，地震时使得外墙不往内倒。维护墙体外侧采用铁丝、木牵梁、墙揽等与木构架进行拉结，提高墙与柱的整体结合性。（2）外墙在穿枋以上或三角屋架下弦以上的山间墙换用灰条墙、木板墙、花格墙等轻质墙。减轻墙体重力，可以大大减轻地震力造成的墙体损坏。（3）外墙外侧宜做粉刷，特别对既有外墙裂缝、脱落部位进行砂浆填实。（4）有条件的地方，宜将土墙改换为砖砌体或空心砖维护墙，新砌体砌筑时应该按照砌体抗震施工规范砌筑，切实做好抗震措施。
3.3改进木骨架节点连接的构造，减少柱断面的消弱，曾强柱与挂枋、穿枋、梁等连接性能。木穿斗架式结构分别从纵向、横向、树向节点处，将穿枋、梁、牵心、挂枋、承重木等与柱的连接改用铁件及螺栓与木柱连牢，防止地震力时榫的脱节。
3.4针对屋架受地震力影响瓦屋面滑落，屋面檩条脱落，的破坏形式。重点加强对屋架结构、瓦屋面的加固和固定措施。
（1）屋面檩条扒钉、铁丝或螺栓与木构架连接；
（2）小青瓦屋面全部换成有做浆实铺屋面，设置挂瓦条等防滑落措施的瓦屋面，防止受地震力影响时瓦屋面下滑造成的人员伤亡。
4 结论
科学研究已经证明，地震是伴生地球的一种自然灾害，只要地球存在一日，地震就存在一天，时刻都威胁着人类，当前人类对地震的认知有限，无法预报地震的时代，面对地震灾害我们是无奈，如何把房屋建的坚固耐震，提高现有传统木结构房屋抗震安全性能，工程界工程师的历史使命。探索现有传统木结构房屋抗震安全加固措施，提高广大现有传统木结构房屋抗震安全抗震性能，是当前传统木结构房屋抗震安全建设的重要任务，是将灾害造成的损失降到最低，最大限度保护人民财产安全的重要途径。
地震属于 “天灾”，是不以人的意志为转移的，而房屋因地震倒塌，造成大量的人员伤亡和财产损失，却是“人祸”，是因为我们在地震灾害来临前没有把房屋建好、加固好、抗震措施做好；地震是不可抗力，但房屋倒塌，却是可抗力。对已有传统木结构房屋抗震安全重点加固，提高其抗震性能，切实制定增强传统木结构房屋整体抗震性能的加固措施。只要木构架承重体系民居房屋土木结构抗震加固措施得当，抗震效果明显，基本做到“大震不倒塌、中震可修复、小震无损坏”，具备抗御6级左右地震的能力。
所以实施传统木结构房屋抗震结构加固意义重大，对即有传统木结构房屋震前加固、对新建传统木结构施中加强抗震措施已经被证明是行之有效的方法。
参考文献
[1] 冯志成 叶建成 赵正洪 ，云南农村抗震防灾建房指南，云南民族出版社。
[2] 云南省农村民居地震安全工程技术导则（试行）， 云南省建设厅编印。
[3] GB50223-2008建筑工程抗震设防分类标准 .
[4] 王亚勇 ， 汶川地震建筑震害启示 ，中国建筑科学研究院.