青岛地区农村住宅抗震性能研究论文

关键词： 传热 耗热量 围护结构 居住

青岛地区农村住宅抗震性能研究论文（精选9篇）

篇1：青岛地区农村住宅抗震性能研究论文

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—2001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—2010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，2004，20(4):86-89.

[2]葛学礼，朱立新，王亚勇，等.村镇建筑震害与抗震技术措施[J].工程抗震，2001，3(1):43-48.

[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，2002，6(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，2003，17(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，2008，38(S1):422-424.

篇2：青岛地区农村住宅抗震性能研究论文

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］

青岛地区;农村住宅;抗震性能

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—2001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—2010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:

篇3：青岛地区农村住宅抗震性能研究论文

1 结构体系及布置

经实地调查, 对调查范围内1 000余座农村房屋的统计, 大同地区现阶段农村居民使用的住宅建筑主要有生土结构和砖砌体结构两种, 也有少数石砌窑洞、土坯窑洞、木结构房屋, 统计情况见图1。不论何种结构形式, 绝大多数均为横墙承重体系, 后纵墙为围护墙体, 为了更好的采光, 前立面几乎为全开间窗户, 屋顶为双坡屋顶。横墙承重体系房屋的横墙间应有可靠的支撑体系, 但是该地区房屋横墙前端没有可靠、有效的支撑, 且木结构坡屋盖柔性较大, 对各横墙之间无法起到支撑作用。当该类型房屋遭遇纵向水平地震作用时, 纵向抗侧力刚度较弱, 且屋盖和前立面纵墙 (或木结构窗框) 不能提供可靠的支撑作用和传递水平力。所以该类型横墙承重, 但纵向抗侧刚度较弱的结构体系抗震能力较差。

2 生土结构房屋

通过对生土结构房屋的调查, 生土结构房屋有以下特征及缺陷:土坯墙体在纵横墙连接处均无可靠连接措施, 未设置拉结材料, 且多数房屋有纵横墙交接处明显开裂;土坯墙支承木檩处有斜裂缝或竖向裂缝, 局部受压不满足;墙顶屋盖处未设置配筋砖圈梁;木屋盖为硬山隔檩, 木檩条在墙体支承处未设木垫块或砖垫, 且檩条在墙体搭接处未采取有效的连接措施;内横墙上木檩条搭接处未满搭, 也未采取可靠的连接措施;房屋前立面木柱或砖砌墙垛与横墙无可靠连接措施;该类型房屋年代已久, 土坯间泥浆已有粉化现象。由于上述缺陷的存在, 使得土坯结构房屋在地震作用下, 易产生倒塌。

3 砖砌体结构房屋

砖砌体结构房屋一般均采用木结构屋盖, 木檩条直接搭接在山墙及内横墙上, 屋盖重量主要由山墙及内横墙承担, 所以横墙是主要的抗震墙。

3.1 墙体抗震承载力验算

通过调查, 该地区农村住宅房屋的横墙间距一般在3.0 m~3.5 m之间, 而房间进深在4.7 m~6.7 m之间, 通过现场检测, 该地区砖砌体房屋多采用粘土砂浆 (泥和细砂拌合物) 砌筑, 采用原位剪切仪 (单砖双剪法) 测得该类型砂浆的抗剪强度在0.04 MPa~0.06 MPa之间。利用文献[1]中规定的计算方法, 选择最不利抗震横墙计算其抗震受剪承载力。

1) 荷载计算。

屋面荷载计算。

木结构上铺粘土板瓦屋盖:3.5 k N/m2。

注:上述荷载取值均为恒载与活载组合后的荷载取值。

墙体荷载计算。

粘土砖墙自重:墙体容重×墙体体积 (粘土砖墙容重取22 k N/m3) 。

2) 墙体抗震受剪承载力验算。

a.结构等效重力荷载Geq。

屋盖重:横墙最长时:10.5×6.7×3.6=246.2 k N/m2;

横墙最短时:10.5×4.7×3.6=172.7 k N/m2。

纵墙重: (10.4×3×2-3×2×2.9) ×0.37×22=366.3 k N。

横墙重:[ (4.7×4×2) ×0.37+ (4.7×4×2-2×0.9×1.8) ×0.24]×22=487.5 k N。

结构等效重力荷载:

b.基本烈度作用下结构水平地震作用标准值FEKB。

c.最不利墙段 (内横墙) 剪力标准值Vb。

按抗侧力构件从属面积上重力荷载代表值的比例为3.5/10.5=0.333;

d.墙体抗力计算。

内横墙为承重墙, 极限承载力抗震调整系数γbe取0.85。

砌体抗震抗剪强度正应力影响系数。

内横墙在层高一半处所承受荷载为内横墙重量的一半和所承受的屋盖重量:

横截面积A= (4.7-0.9) ×0.24=0.91 m2。

经检测, 普通砖墙体抗剪强度实际值fv=1.04 MPa, 抗剪强度平均值为fv, m=2.38fv=2.38×0.05=0.095 MPa。

内横墙抗力:γbeζNfv, mA=0.85×1.23×0.095×0.91×1 000=90.4 k N。

e.验算结果。

抗力与作用比值:90.4/45.9=1.97>1, 满足验算要求。

3.2 抗震构造措施

墙体连接处未采取有效连接措施;墙顶屋盖处未设置配筋砖圈梁或混凝土圈梁;木屋盖为硬山隔檩, 木檩条在墙体支承处未设砂浆垫层及垫块, 且檩条在墙体搭接处未采取有效的连接措施;内横墙上木檩条搭接处未采取可靠的连接措施。

3.3 抗震性能分析

通过对不利墙体的抗震受剪承载力验算, 结果表明:虽然砌筑材料抗剪强度较低, 但由于单层建筑荷载较小, 抗震受剪承载力能够满足当地抗震设防烈度的要求。但是, 该地区砖砌体结构房屋在抗震构造方面存在较大缺陷, 纵横墙之间没有可靠连接, 且横墙之间无有效的支撑体系, 纵向抗侧刚度严重不足, 结构整体性差, 抗震性能不满足该地区抗震设防烈度的相应要求。

4 结语

通过对大同地区农村常见的两种结构形式的房屋进行了抗震能力分析, 得出以下结论:首先, 生土结构房屋和砖砌体结构房屋在结构体系和布置上存在较大缺陷, 纵向抗侧刚度较弱, 横墙之间无可靠的支撑, 木屋盖不能有效地传递水平力, 结构整体性差, 对抗震不利。其次, 生土结构房屋材料强度较低, 影响墙体受剪承载力, 生土墙连接处无拉结材料, 且多数已经开裂, 整体性差。木屋盖在墙体支撑处无可靠的连接措施, 在地震作用下易产生连续倒塌。最后, 砖砌体结构房屋虽然墙体抗剪承载力满足要求, 但是, 抗震构造方面存在严重缺陷, 墙体连接处及墙体与屋盖处无可靠连接措施, 不满足该地区抗震设防要求。

参考文献

[1]JGJ 161-2008, 镇 (乡) 村建筑抗震技术规程[S].

篇4：青岛地区农村住宅抗震性能研究论文

关键词：严寒地区 农村住宅改造 节能

中图分类号：TU241 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）06（b）-0097-02

随着经济的发展，城市化进程逐步加快，农村住宅新建、扩建逐渐减少，在这种情况下，对既有住宅的改造更能符合当前国家提倡的环保、节能的主题，并且农村建筑能耗已经成为我国建筑节能不可忽略的一部分。目前，内蒙古严寒地区农村现有住宅造型缺乏地区特色，住宅现有的功能不仅满足不了当今农民的生活需求，并且缺乏节能设计。所以内蒙古严寒地区农村住宅改建，不仅要打造具有地方特色的农村住宅，还要打造节能环保的农村住宅。

1 内蒙古严寒地区农村房屋现状

（1）住宅造型缺少地域乡土特色。既有住宅屋顶形式为平顶或双坡顶瓦屋面，屋顶结构形式多为椽檩结构，住宅墙体材料以粘土砖为主。建筑整体造型简单，檐口、窗套、山墙、屋脊等部位缺少传统装饰纹样，没有传承地域乡村文化。

（2）住宅以院落为单元，多为独立院落，院落空间布局不合理，生产生活功能混杂，生活区和牲畜区未进行分隔，导致生活环境较差。此外，基本围合的院落容易形成微气候，有利于温度的调节和气流的通畅，但目前多数农户院落布局不利于热量的流通和排除。

（3）本土的生态技术应用得较少，致使住宅既没有舒适性，也不能满足节能要求。

①住宅体型系数大。体型系数是建筑外表面积与建筑体积的比值。体型系数是影响建筑能耗最重要的因素，研究表明，体型系数每增大0.01，能耗指标约增加2.5%[1] 。

②住宅缺乏保温措施。屋面采用的椽檩结构没有良好的保温措施，墙体多采用“里生外熟”（住宅内侧采用土坯砖，外侧采用粘土砖）或240mm厚粘土砖的做法，墙体厚度不能满足墙体保温要求。以上情况导致住宅内部热舒适环境较差，围护结构冷辐射明显，室内早晚温度波动较大。

③门窗老旧。住宅门窗多为木窗或钢窗，密封性和保温性较差，能耗较大。

2 内蒙古严寒地区农村住宅整体设计改造原则

（1）乡土性。从地方建筑中提取传统元素，保留民族文化基因，体现本土农耕文化。研究传统工艺与就地取材，营造农村建筑乡土风貌特色。

（2）节能性。适合北方严寒地区气候，契合环境要素特征。合理运用被动式节能手段，达到创造舒适、怡人的建筑内外环境的目的。

（3）时代性。调查村民需求，满足村民改善生活的合理诉求，延续传统生活习俗，适当提高生活标准，改造具有当今时代特征的新民居。

3 内蒙古严寒地区农村住宅改造方法

3.1 操作简单、易于推广

农房设计改造方案要简单、实用、美观、精心设计，体现“粗粮细作”，要严格成本核算，应用地方材料。

（1）农村住宅应在保留原来基本造型的基础上，进行改造。满足基本功能改造后，再进行细部装饰。

（2）改造住宅的构造做法宜简便，实际操作宜简单、方便施工。

3.2 建筑风貌统一，形成特色

确定并实现全村的整体建筑风貌特征，使其具有较为统一的风格特点。发掘地域满足文化特色，重点部位面层材料改变，重点部位纹样装饰，形成风貌特色。

（1）建筑外立面色彩，应延续当地乡村的历史文脉，保留外立面粘土砖的原始材质，拒绝粉刷涂料等破坏原本建筑立面的做法。应在清洗原有立面材质的基础上，采取重新勾缝或修补等措施。

（2）建筑檐口、山墙、窗套等部位增加细部设计。提取严寒地区地域建筑元素，在檐口部位增设砖花，门窗套增加线条，以丰富建筑立面造型。

（3）平顶加设与建筑整体造型协调的女儿墙，不仅美观，而且有利于铺设保温材料后重新组织排水。

3.3 科学布置院落空间，优化居住空间

（1）内蒙古严寒地区农村住户的院落，南侧为居住生活空间（主房），北侧、东西侧为储藏空间（凉房），棚圈杂乱无序地布置在院落的周围。由于严寒地区冬季季风风向为西北风，院落的西北向宜布置农具储藏空间和棚圈，或种植花果树，以遮挡冬季寒冷的西北季风，形成舒适、怡人的微气候环境。此外，棚圈布置在西北侧不仅可以遮挡冬季季风，同时也可以避开夏季东南季风引发的气味烦恼。

（2）根据农民生活特点，科学地组织起居室、卧室、厨房等基本功能空间。在满足使用功能的前提下，优化室内空间的布局方式，把厨房布置在主体住房北侧，并在北侧新增盥洗室，此布局方式，不仅优化了居住功能，在北侧构成防寒空间，并且有效地减小了住宅的体型系数。

3.4 提升室内热舒适环境

（1）更换采暖设备。旧的土暖气采暖方式，不仅消耗能源，而且室内的热舒适度较差，建议更换为节能设备。

（2）南向的房间增加阳光房，或者在南向入户门前增加门斗，且门斗处入户门的开向，应避开北方地区冬季季风风向，宜向东开。

（3）充分利用被动式太阳能。北方严寒地区具有丰富的太阳资源，因此被动式太阳能使日常生活所需热水和电得到很好地解决，既提高了生活舒适度又节省了传统能源的消耗。

（4）保留北方严寒地区火炕，充分发挥其环保性能。北方严寒地区的火炕连着做饭的炉灶，利用做饭的余热加热炕面，从而也可以提高室内温度。

3.5 改善维护结构节能能效

（1）增强墙体的热工性能。主房在原有240mm墙内侧预留中空层，内侧增建红砖保护层。中空层可以为空气层，也可以添加传热系数小的材料，内侧材料也可以根据要求定，或者在原墙体内侧附聚苯板、岩棉板等保温材料[2]。

（2）屋面加设保温层。其材料可以使用地方材料，厚度根据热阻进行计算。

（3）由密封和保温性能好的双玻塑钢窗取代单层木窗或钢窗。造成窗热损失主要有两个途径，一是通过窗面传热；二是通过窗缝隙。因此，窗的节能应针对以上两个方面采取措施，一是增加窗的层数，以降低窗的传热系数；二是采用密封性能好的塑钢窗，以减少冬季的冷风渗透。

4 结语

农村住宅改造的难度远远大于新建住宅的难度，但这也正是摆在我们面前的挑战。改造具有内蒙古严寒地区地域特色、节能环保的农村住宅，推广节能改造技术对于推动农村经济发展和可持续发展具有举足轻重的作用。

参考文献

[1]张秋实，徐晓颖.北方寒冷地区农村住宅平面布局节能设计研究[J].民营科技，2013（3）：285.

篇5：青岛地区农村住宅抗震性能研究论文

寒冷地区冬季干冷,夏季闷热,居住热环境较为恶劣。农村由于经济不发达,居住建筑围护结构的热工性能很差,现阶段仍然不能满足GB 50176—93《民用建筑热工设计规范》要求的最低水平。

建筑耗热量主要是通过围护结构的传热耗热量构成,在传热耗热量所占份额中,外墙占23%~34%,必须采用高效保温墙体降低其耗热量,从而达到改善室内热环境、提高生活质量的目的。因此,改善农村住宅外墙的热工性能具有重大意义。为了改善寒冷地区农村住宅外墙热工性能,根据河南省汤阴县农村住宅外墙构造现状,选取典型建筑模型和构造进行能耗分析和对比。结合气候特点和资源条件,提出适宜的农村住宅外墙构造,并进行节能效果分析,以期为寒冷地区农村住宅节能提供有价值的理论依据。

1 外墙构造现状及热工性能分析

1.1 外墙构造现状

为了解寒冷地区农村住宅室内热环境现状,选取河南省北部汤阴县146户农村住宅为调查对象,调查结果表明,目前寒冷地区农村住宅外墙有240 mm厚夯土墙、里生外熟墙(外120 mm实心黏土砖内侧120 mm黏土)及240 mm厚烧结实心黏土砖墙3种构造。其中,139户采用240 mm厚烧结实心黏土砖墙作为外墙,所占比例为95%。夯土墙、里生外熟墙各占2%、3%。

1.2 外墙热工性能分析及研究现状

1.2.1 外墙热工性能现状

汤阴县位于河南省安阳市,属于寒冷地区,参照DBJ 41062—2005《河南省居住建筑节能设计标准》(寒冷地区),当体型系数小于0.3时,汤阴县外墙热工参数传热系数限值为0.70 W/(m2·K)。而从表1可以看出,目前河南省农村住宅中最常用的240 mm厚烧结黏土砖外墙传热系数为2.24 W(m2·K),是限值的3.2倍。因此外墙的热工性能普遍很差,远远不能满足寒冷地区外墙热工性能要求。

1.2.2 外墙热工性能分析

烧结多孔黏土砖不仅能减少土地资源的浪费和降低生产能耗,而且其保温效果也优于实心黏土砖,其热工参数对比见表2。

从表2可以看出,虽然烧结多孔黏土砖与实心黏土砖相比热工性能有一定改善,但是若要达到传热系数限值0.70 W/(m2·K)的要求,则需要采用740 mm厚多孔黏土砖墙体。但寒冷地区农村住宅采用单一材料保温构造显然是不合理的,因此,利用多孔黏土砖为基础外墙体,采用复合保温构造,以满足寒冷地区外墙热工要求。

2 外墙热工性能改善

由于外墙在住宅建筑围护结构中所占的比例最大,因此,改善农村住宅外墙热工性能将有利于提高室内热舒适水平,降低采暖空调能耗,具有良好的环境效益和经济效益。为此,结合汤阴县气候条件、自然资源状况和经济条件,提出几种切实可行的改善外墙热工性能的复合保温构造方案。

2.1 外保温构造方案

与内保温相比而言,外墙外保温构造方案具有消除热桥、减少内部出现冷凝现象的优势,但相对而言造价偏高。因此,在经济允许地区,建议采用膨胀聚苯板、胶粉聚苯颗粒等外墙外保温系统。

2.2 内保温构造方案

虽然内保温的节能效果不及外保温,但内保温施工简单、造价偏低,如胶粉聚苯颗粒保温胶料和聚合物保温砂浆。结合农村经济状况,保温砂浆内保温方案将在寒冷地区农村住宅建筑中具有较好的应用前景。

2.3 夹芯保温构造方案

夹芯保温外墙是将外墙分为承重和保护2部分,中间留60~120 mm空隙,可填无机松散或块状保温材料,如炉渣、膨胀珍珠岩和废弃的膨胀聚苯颗粒或板等。

承重墙和保护墙之间也可不填保温材料,形成空气层,由于40 mm及以上厚度的空气间层热阻均为0.18 m2·K/W,因此,当承重墙与保护墙之间形成空气层时,空气层厚度宜选取40 mm。由于多孔黏土砖与实心黏土砖相比具有较好的保温效果,因此,承重墙和保温墙可以选取多孔黏土砖。夹芯保温墙体可以使热工性能得到明显改善,是农村住宅中比较适用的一种外墙类型。

3 外墙热工能耗分析

为了对寒冷地区外墙热工能耗作进一步分析,选取汤阴县典型建筑模型和围护结构构造,结合提出的外墙保温构造方案进行能耗分析,从而为寒冷地区农村住宅节能提供有价值的理论依据。

3.1 典型建筑模型与构造的选取

通过对汤阴县农村住宅的调研,决定选取当地最为典型的住宅布局和围护结构构造做法作为建筑模型和构造。典型建筑模型见图1,围护结构构造为:外窗采用单层玻璃单框铝合金,传热系数6.4 W/(m2·K);屋顶采用20 mm厚水泥砂浆+120 mm厚现浇钢筋混凝土板+20 mm厚混合砂浆,传热系数3.68 W/(m2·K);外门采用木(塑料)框单层玻璃门(玻璃比例30%~60%),传热系数3.68 W/(m2·K)。

3.2 热工计算

结合外墙热工性能改善方案,通过调整外墙热工性能的参数,进一步分析外墙构造对农村住宅典型建筑模型采暖能耗的影响,8种外墙热工性能的改善方案见表3。

3.3 能耗分析

采用河南省推荐的居住建筑节能设计软件HEC,以典型建筑为热工计算模型,参照围护结构典型构造做法,分别对8种外墙保温构造方案进行能耗计算,并与基本评价体系的能耗进行对比。

从表3可以看出,8种类型建筑外墙节能方案与基本评价体系240 mm厚实心黏土砖墙相比,均有较大的节能效果。

(1)方案1和方案2所用外墙构造相同,方案2在砌筑时240 mm厚和120 mm厚多孔砖墙间留有40 mm厚空气层,方案1和方案2单位面积耗热量分别为97.33 W/m2和92.41W/m2,因此,方案2外墙热工性能优于方案1。

(2)方案2、3、4、5外墙构造形式相同,设40 mm厚空气层及分别为40 mm厚炉渣、膨胀珍珠岩和再生膨胀聚苯板填充层,对应的单位面积耗热量分别为92.41 W/m2、93.32 W/m2、85.51 W/m2和84.11 W/m2,可以看出填再生膨胀聚苯板(方案5)优于填膨胀珍珠岩(方案4),设置空气层(方案2)优于填炉渣(方案3)。

(3)方案6和方案7所用外墙保温材料相同,由于外保温方案6热桥影响较少,因此方案6和方案7单位面积耗热量分别为87.54 W/m2和90.30 W/m2,因此,外保温方案6优于内保温方案7。

(4)方案6和方案8均为外墙外保温,由于方案8所用保温材料保温性能优于方案6,故方案6和方案8单位面积耗热量分别为87.54 W/m2和83.76 W/m2,因此,外保温方案8优于方案6。

4 结语

结合当地气候特点和资源条件,选取8种典型外墙节能构造和建筑模型分别进行能耗计算和分析,从而为寒冷地区农村住宅节能提供可借鉴的建议。

(1)农村住宅外墙选用在240 mm厚和120 mm厚多孔黏土砖间设置40 mm厚空气层,优于360 mm厚多孔黏土砖和填充40 mm厚炉渣的构造方案。

(2)农村住宅外墙选用在240 mm厚和120 mm厚多孔黏土砖墙间填充40 mm厚膨胀珍珠岩,优于设置40 mm厚空气层的构造方案。

(3)农村住宅外墙选用在240 mm厚和120 mm厚多孔黏土砖墙间填充40 mm厚再生膨胀聚苯板,优于填充40 mm厚膨胀珍珠岩的构造方案。

(4)由于外保温节能效果优于内保温,因此,农村住宅外墙尽可能选用外保温构造方案。

(5)由于膨胀聚苯板外保温构造节能效果优于胶粉聚苯颗粒,因此,经济允许地区,农村住宅外墙尽可能选用膨胀聚苯板外保温构造方案。

摘要：为了改善寒冷地区农村住宅外墙热工性能,根据河南省汤阴县农村住宅外墙构造现状,选取典型建筑模型和构造进行能耗分析和对比。同时结合气候特点和资源条件,提出适宜的农村住宅外墙构造,并进行节能效果分析,以期为寒冷地区农村住宅节能提供有价值的理论依据。

篇6：青岛地区农村住宅抗震性能研究论文

关键词：鄂东南地区；农村住宅产业化；设计策略

我国的住宅产业化之路始于 20 世纪 50 年代，经过半个多世纪的发展，城镇住宅产业化的推进和发展的研究与实践正在取得越来越显著的效果。而在我国广大农村地区，住宅产业化的途径如何实现却鲜有人问津。而事实上，在我国的住宅建设领域中，农村住宅建设量占住宅总建设量的一半以上，因此，要实现全国范围内住宅产业化的高度发展，就要实现住宅产业在农村地区的发展，研究农村住宅产业化的问题。

一、农村住宅产业化

（一）农村住宅产业化的概念

所谓住宅产业化，是指将住宅的生产和经营纳入社会化大生产范畴，用工业化生产方式生产住宅，使住宅产品的开发系列化、生产工业化、技术集约化、销售配套化，从而使住宅建造成本降低，提高住宅生产效率[1]。而农村住宅产业化则是将住宅产业化的概念应用到农村住宅中，以提高农村住宅的建造质量和生产效率。农村住宅产业化包括以下几方面内容：（1）村庄布局规范化，控制和改变布局的凌乱。（2）农宅设计标准化、体系化，从而为农村住宅产业化生产奠定基础。（3）农宅部品及构配件的生产和施工产业化，即事先将住宅的部品和构配件在工厂进行批量生产，然后在施工现场用机械化的方法进行组装，这是农村住宅产业化的核心内容。（4）农宅的生产、供应和销售一体化，即将农宅建设从投资、设计到部品生产、施工及销售形成一体，组成能够产业化生产农村住宅的企业[2]。

（二）鄂东南地区农村住宅产业化的可行性分析

1.各具特色的村落特征

鄂东南农村住宅的建设一直处于一种自发随意的状态，各地区建筑形式之间没有统一的风格，体现出建造的无序性。但是在同一个地方区域，因为生产和生活方式基本趋同并且都是相同的建造体系，农民大多按照左邻右舍的户型进行设计，因此建造出来的房子趋于相似。这种户型功能和建造体系上的相似，为住宅产业化发展提供了一定基础，有利于大规模复制生产。

2.设计条件趋于相似

农村住宅产业结构的调整，鄂东南地区同一区域内的农村住宅功能模式基本趋同。比如有的区域的农村大都以运输为生，农宅建设上需要配备车库；有的区域的农村着力发展乡村旅游，农宅功能应更加灵活，有利于改造。这种生产生活方式的相似性提供了住宅产业化设计条件。

3.农村地区有着模数化的传统

鄂东南地区在农宅建设中仍然广泛使用预制板这种建材，农民习惯于在购入预制板后，能把暂时多的预制板储存下来，在以后其价格高时将它卖出，比如卖给正要进行住宅建设的邻居。可见农民构件的接受程度还是很高，这有利于住宅产业化在农村的推行。

4.丰富的自然资源

鄂东南地区电力资源充沛，钢材、水泥、石膏、沙、石等材料资源丰富，这为住宅产业化结构体系的实施提供了丰富的原材料。

5.技术准入门槛低

鄂东南地区农村住宅大多以低层为主，基本是二到三层的农宅。这样，某些住宅产业化技术稍加改良就能应用于农村住宅的建设。低层为主的农村住宅形式大为降低了技术的准入门槛，不用像多层或者高层住宅那么复杂，农民自身经过培训也就能够进行建设[3]。

二、鄂东南地区农村住宅

产业化设计策略研究

“光·宅”是作者参加2015年台达杯国际太阳能建筑设计竞赛的参赛作品（图1）。该方案是湖北“黄石住宅公园”内一个产业化节能示范农宅，为考虑今后农村住宅产业化的示范、推广及应用的目的，设计充分考虑到当地钢材资源丰富、农村经济水平较发达的特点，选取了轻钢结构作为建筑基本结构体系，为增强农宅的适应性提供了更多的可能。结合当地农村发展模式和农民生活现状，并从构件标准化、空间部品化、户型多样化和功能灵活化等方面提出了鄂东南地区农村住宅产业化的设计策略。

（一）构件标准化设计策略

由于黄石地区钢材资源丰富，轻钢住宅本身具有节能环保、便捷易用、利于产业化推广等特点以及中国已有一些轻钢结构住宅的实践经验，本设计作品选取轻钢结构作为建筑基本结构体系，对其进行了构件标准化设计。首先，为了同时满足轻钢结构体系模数尺寸和鄂东南地区农宅常用模数尺寸的要求，对设计作品进行了基本模数的配适设计。作品以600mm 的网格模数作为轻钢农宅标准化构件，并以300mm为模数的少许构件对调房屋的面宽和进深进行微调，从而形成适合不同需求的建筑尺寸。其次，对设计作品进行了构建拆分，依次形成了柱、梁、板、连接件等构件要素，并对每一部分都进行了满足模数要求的构件标准化设计，形成了整个农宅的标准化构件库（图2）。

（二）空间部品化设计策略

由于设计作品在系列化设计中采用相同或相似大小的卫生间、楼梯间、天井和阳光房，所以对卫生间、楼梯间、天井和阳光房等功能空间进行了单元空间的成品化设计，在工厂加工装配成一个房间整体后再在现场进行组装。天井和阳光房是对太阳能技术的部品化设计。其中天井部品是集采光、通风、太阳能光热技术为一体的产品设计，可按照居民意愿选用，而阳光房部品集合了夏季遮阳、冬季采暖等功能，结合了太阳能光电技术的产品设计（图3）。

（三）户型多样化设计策略

为了适用于夏热冬冷地区的住宅示范，为我国夏热冬冷地区的城镇集合住宅、低层住宅和农村住房提供文化传承与新技术应用的集成示范。基于构件标准化、空间部品化设计的基础上，以60㎡、90㎡、120㎡为宅基地面积，设计了三种不同尺寸的双层农宅户型，以实现户型的多样化。宅基地60㎡的户型建筑面积为123.68㎡，设置了1个兼餐厅功能的堂屋、1个起居室、2个卧室、1个厨房、储藏室、卫生间、阁楼功能空间等，主要适用于一代人的居住要求，居住主体可以为单独居住的老年人或年轻人等等。宅基地90㎡的户型建筑面积为173.96㎡，设置了1个堂屋、1个起居室、2个卧室、1个餐厨合用厨房、储藏室、卫生间、阁楼功能空间等，主要适用于两代人的居住要求，居住模式可以为老人和一个儿子合住或者年轻夫妇外出打工老人和旅游者合住等等。宅基地120㎡的户型建筑面积为218.45㎡，设置了1个堂屋、1个起居室、3个卧室、1个厨房、1个餐厅、储藏室、卫生间、阁楼功能空间等，主要适用于三代同堂的居住要求（图4）。

（四）功能灵活化设计策略

近年来，为相应当地政府对乡村旅游的大力推广，作品以宅基地120㎡的户型为例，进行功能灵活化设计。在不改变户型原有建筑框架的基础上，通过对内部墙体结构进行适当调整，对功能进行局部重新划分，以餐饮、居住两种经营模式为特例，设计了旅店型和餐馆型农宅户型（图5）。

三、结语

总的来说，2015年台达杯国际太阳能建筑设计竞赛4012号作品在农村住宅产业化设计方面给我们提供了一定思路，有一定的借鉴意义，但在我国，农村住宅产业化的实现还需要更深入更多面的探索。作为建筑师，对于农村住宅我们更应该给予更多的关注，通过国内外已有的建设经验理论，合理地提出适合我国国情的农村住宅产业化设计方法，这对实现全面地住宅产业化具有重大意义。

参考文献：

[1]唐颖. 基于“开放建筑”理论的赣中地区农村住宅设计研究[D].华中科技大学，2011.

[2]孔亮. 农村开放住宅体系建构与发展策略研究[D].华中科技大学，2012.

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篇7：青岛地区农村住宅抗震性能研究论文

建筑工业化是建筑业的必然发展趋势, 工业化将大大提高建筑业的生产效率, 显著降低生产和使用过程中的能耗和资源浪费。工业化住宅是住宅建设可持续发展的产物, 推广应用节能环保、轻质高强、抗震性能好的新型住宅结构体系已成为住宅产业化的发展方向。

2 工业化住宅的结构体系与抗震性能

2.1 预制装配整体式混凝土结构

5.12汶川地震和4.14玉树地震的混凝土结构房屋震害表明, 由于楼板刚度和填充墙刚度对框架整体刚度的贡献, 现浇框架结构的强柱弱梁机制很难达到, 现行设计规范中要求梁铰机制的破坏模式没有实现[1,2]。

预制装配整体式结构, 主要由预制预应力框架和预应力双向叠合楼盖组成。在预制预应力框架中, 由于预应力梁先简支, 二次受载后梁端负弯矩有较大降低, 有利于形成梁铰机制[3]。预应力双向叠合楼盖, 是以预应力混凝土底板作为永久模板, 在底板上面拉毛粗糙、设置抗剪钢筋, 并在现浇层顶面支座部位配负弯矩钢筋, 实现预制板与现浇层的紧密结合。预制装配整体式结构与现浇混凝土结构的根本区别在于柱、梁、板等构件的连接方式, 预制构件的连接是其薄弱环节, 对连接节点的抗震性能研究是关键[4,5]。试验研究和理论分析结果表明, 框架中节点的滞回曲线饱满, 节点耗能能力较强, 框架结构的梁铰机制保证了整体结构的延性, 经过合理设计的预制预应力混凝土装配整体式框架结构具有良好的抗震性能[6]。以万科地产为代表的新型预制装配式混凝土结构体系, 在构件连接的形式上采取了一些新的处理方法, 加强了结构的整体性, 提高了预制装配式结构的抗震性能。该体系在叠合板中采用了格构钢筋和人工拉毛粗糙处理, 在梁、柱构件处采用了剪力键、钢筋对焊、端头锚等连接构造措施。广州大学进行了一系列预制装配整体式结构构件与现浇结构构件的对比低周反复荷载试验, 在试验研究和理论分析的基础上不断优化预制装配整体式混凝土结构的抗震性能[7]。

2.2 轻型钢结构

汶川地震的钢结构房屋震害表明, 由于自重轻和强度较大, 钢结构抵御地震能力比较强, 震害较轻, 主要破坏发生在围护结构[8]。改进钢结构抗震性能的措施主要有改进梁柱节点连接、采用屈曲约束支撑、强化大震不倒验算等, 建议7度及以上的住宅建筑应进行罕遇地震下弹塑性变形验算[9]。目前在我国大陆, 钢结构主要应用于大型公共建筑以及少量高层建筑, 轻型钢结构住宅的结构体系主要包括轻型钢框架结构和轻型钢框架-支撑结构。在住宅中应用较多的轻钢龙骨体系, 采用C型和U型轻钢龙骨, 抗侧力体系为轻钢拉条构成X型斜向支撑体系, 或抗剪板材与轻钢龙骨组成的剪力墙。自重较轻, 自振周期长, 对地震作用不敏感。轻钢龙骨体系由低层向多层发展的趋势, 如美国有下部几层采用钢筋混凝土框架做车库, 上部几层采用镀锌轻钢龙骨建造住宅的做法。武汉理工大学进行了一幢两层轻型钢结构足尺房屋振动台试验[10], 模型在整个试验过程中未发现钢管、连接件、竹胶板及其他构件的破损、断裂等破坏现象, 反映了轻型钢结构具有良好的抗震性能。中国建筑科学研究院与天津大学合作, 对钢结构住宅用轻质复合保温板和轻质圆孔板镶嵌安装在钢框架内的“钢框架-填充墙体”进行了足尺试验, 研究了框架与填充墙之间的相互作用, 分析了该抗侧力体系的抗侧刚度、极限承载力和延性。通过与纯框架抗侧移性能的对比试验, 按位移等效原理提出了不同墙体的等效交叉支撑计算公式。

2.3 轻型木结构

汶川地震的木结构房屋震害表明, 按照我国传统方式建造的梁柱体系木结构房屋, 特别是木结构古建筑, 具有隔震、减震、消能等特点, 表现出优越的抗震性能[11]。但是我国传统的木结构房屋构件众多、建造复杂, 显然不利于工业化生产。轻型木结构房屋的建筑材料与我国传统梁柱体系木结构房屋不同, 主要以小尺寸的规格材和板材为主, 有利于工业化生产和节材、环保。轻型木结构体系主要由木剪力墙、木楼盖、木屋盖系统构成, 适用于三层及三层以下的民用建筑。剪力墙是轻型木结构房屋中的主要抗侧力构件, 它由墙骨架柱和墙面板通过钉连接组成。根据对北美、日本的木结构房屋震害调查, 多数轻型木结构房屋可以承受不小于0.6g的水平地震加速度, 在过去数次地震中发生房屋损坏、倒塌和人员伤亡多数是由于一层出现薄弱层造成的。同济大学与加拿大国家林产工业技术研究所合作, 先后进行了两层轻型木结构足尺房屋模型模拟地震振动台试验[12]和三层轻木-混凝土混合结构足尺模型模拟地震振动台试验[13]。振动台试验研究表明, 在相当于8度罕遇地震作用下, 轻型木结构房屋的极限变形能力大, 延性好, 建议轻型木结构房屋的弹性和弹塑性层间位移角限制可以放宽到1/250和1/30。轻木-混凝土混合结构适用于底层车库或商店、上部木结构住宅等民用建筑, 其自振频率主要由上部木结构决定, 随着上下刚度比的增大, 上部木结构地震反映减小, 加速度放大系数减小, 位移反映减小。轻型木结构房屋由于自重轻, 吸收的地震作用相对较少, 同时由于木材良好的韧性, 对于瞬间冲击荷载具有很强的抵抗能力, 整体结构能够适应大变形而不至于倒塌, 表现出优良的抗震性能。

2.4 其他结构形式

1) 装配式钢与混凝土组合结构。装配式钢框架-预制混凝土抗侧力墙结构体系 (SPW体系) , 由钢框架、预制混凝土抗侧力墙和预制混凝土叠合楼盖组成[14]。预制混凝土墙体可以较好地解决钢结构房屋维护体系的防火、防腐, 从而实现抗侧力体系与围护体系制作、施工一体化。SPW体系是一种双重抗侧力体系, 采用预制墙体并加以合理的连接构造措施, 能够实现抗侧力墙体的震后修复或更换。其抗侧力墙体仅与钢框架梁连接而不与框架柱连接, 首先应保证连接破坏不先于墙体破坏, 还应提高预制墙体的变形能力, 使之与延性钢框架变形相协调, 二者适宜的刚度匹配对实现结构延性破坏机制至关重要。

2) 复合墙板结构。CL复合剪力墙结构, 其核心构件CL墙板是由CL网架板 (一种钢筋焊接网架保温夹芯板) 两侧浇注混凝土后形成的一种兼承重、保温、隔音于一体的墙体。该墙体主要用于建筑物的外墙、楼 (电) 梯墙、分户墙等有保温及隔声要求部位的墙体。CL网架板是一种立体空间桁架, 其本身作为剪力墙配筋的一部分, 同时将两侧混凝土层有机连接, 达到协同工作的作用。CL墙板较普通钢筋混凝土剪力墙截面贯性矩增大, 平面外稳定性增强, 极限承载力提高, 实现了节能与抗震一体化。

密肋复合墙板, 是以截面及配筋较小的钢筋混凝土肋梁、肋柱连成框格, 内部填充轻质砌块形成的组合剪力墙。密肋复合墙板的拟动力试验表明, 在水平动力荷载作用下, 砌块、肋格、外框协同工作, 墙板在小震、中震下据有稳定的水平承载能力及良好的耗能性能, 在大震下具有良好的抗倒塌能力[15]。密肋复合墙板中的轻质多孔混凝土砌块占了墙板表面积的70%以上, 具有良好的保温隔热性能[16]。

钢网构架混凝土复合结构, 即CTSRC结构, 是由工厂预制的轻型钢构骨架和现浇其中的混凝土构成墙体和楼板形成的组合结构体系。钢网模在混凝土浇注时作为模板, 格构钢能承受施工荷载减少脚手架, 格构钢、钢拉条代替钢筋作为结构的受力骨架, 综合了轻钢和混凝土结构的优点。该体系是一种剪力墙结构体系, 复合墙体中的格构钢和混凝土共同工作, 形成组合暗柱, 承受竖向荷载。在侧向荷载作用下, 复合墙体具有较高的承载力和较好的延性[17]。

3) 错列桁架钢结构体系。错列桁架钢结构体系是由房屋外围的纵列柱、高度同楼层高并隔层设置的横向错列桁架和楼面板组成的空间抗侧力体系。横向刚度由错列桁架提供, 纵向刚度在不设支撑或剪力墙的情况下仅由框架提供。当用于高烈度地震区时, 可采用错列双桁架钢结构体系[18]。纵列柱采用钢管混凝土双肢格构柱, 双肢柱的强轴平行于桁架方向即结构横向, 可以提高错列桁架纵向的抗侧移刚度。

3 结语

由预制预应力框架和预应力双向叠合楼盖组成的预制装配整体式混凝土结构, 预制构件的连接是其薄弱环节, 对连接节点的抗震性能研究是关键。预应力梁二次受载, 梁端负弯矩的降低有利于形成梁铰机制。经过合理设计的预制预应力混凝土装配整体式框架结构具有良好的延性和耗能能力。轻型钢结构和轻型木结构主要用于低层和多层房屋, 其抗侧力体系需考虑填充墙的刚度贡献, 墙体的侧向刚度应根据墙体的材料和连接方式的不同由试验确定。填充墙使得结构的侧向刚度增大, 同时也增大了地震作用, 忽略填充墙的刚度贡献对结构抗震不利。考虑填充墙的刚度贡献, 不仅是抗震设计的需要, 而且也减少了框架设计所用钢材 (木材) , 使结构轻型化成为可能。

装配式钢与混凝土组合结构、复合墙板结构、错列桁架结构可用于多高层住宅。其中的钢与混凝土组合结构和密肋复合墙板须着重考虑不同结构材料组合后的协同工作机制, CL复合剪力墙和密肋复合墙板还具有良好的保温隔热性能, 采用钢管混凝土双肢格构柱的错列双桁架钢结构体系适用于高烈度地震区的住宅建筑。

摘要：我国的住宅产业正处在从粗放型生产向工业化生产逐渐过渡的阶段, 以往对工业化住宅的研究主要集中在材料工艺、节能环保等方面, 对工业化住宅的结构体系及其抗震性能的研究论述较少。结合震害和结构抗震试验, 对适合工业化建造的各种结构体系进行了分析。我国是一个人口众多、地震多发的国家, 推广抗震性能优良的工业化住宅结构体系, 不仅是防震减灾的需要, 也是可持续发展的需要。

篇8：底层商服住宅楼的抗震设计研究

摘要:因为商住楼需要在底层形成大空间,而框架结构体系因其柱网布置灵活,易于满足功能需要,因此在住宅设计中越来越多被采用;但框架结构侧向刚度小,抗震能力弱,且异形框架、短柱等存在的抗震问题,因而提出了提高抗震能力的措施。

关键词:商住楼 框架结构 侧向刚度 抗震能力

0 引言

框架结构体系柱网布置灵活,施工方便,因此,在当前住宅设计中很多采用这种结构体系。为了满足功能上的需要,但框架结构侧向刚度小,抗震能力弱,在设计过程中如设计者对抗震要求考虑不周,将使整幢住宅楼的抗震能力大大降低,在地震作用时可能产生严重的破坏甚至倒塌,给人民的生命财产安全带来不可估量的损失。因此加强框架结构住宅楼的整体抗震能力,是设计者必须注意的问题。下面就框架结构住宅楼的几个抗震问题作一下分析并提出解决方法。

1底层大空间的住宅抗震问题

1.1产生问题的原因及危害 随着小汽车进入我国家庭而带来的停车难问题,同时随着市场经济机制的建立,商品流通日益活跃,临街住宅楼底层或下面几层作为商业用房随处可见,在住宅设计中采用框架结构把底层架空作为停车场或商业用房。这种形式在住宅设计中经常采用。但是由于框架结构中填充墙虽是非结构构件,但可约束框架体系的侧向变形,在地震作用过程中承担了很大一部分地震剪力,从而使框架结构承担的地震剪力减少,提高了框架结构的侧向刚度。由于底层作为开敞的停车场,框架柱没有填充墙的约束作用,这样就使底层框架柱的侧向刚度比上部各层小,形成了竖向刚度突变,使底层框架成为柔弱层,导致底层框架柱发生过大的应力集中和塑性变形集中,使整幢建筑物的抗震能力大大地减弱。

1.2解决问题的方法和措施 为了解决上述问题的危害,必须加强底层柱的抗侧刚度和结构延性。因此应加大底层柱的断面尺寸,提高砼标号,降低底层框架柱的轴压比,同时沿底层柱全高箍筋加密,从而提高底层框架柱的抗侧刚度及延性系数,此外,亦可以把住宅填充墙改为轻质材料隔断,减弱填充墙对框架结构的约束作用和耗能作用。使整幢建筑物竖向刚度趋于均匀,各楼层的屈服系数大致相等,实现结构的整体屈服机制,从而提高了结构的整体抗震能力。

2异形柱框架结构的抗震问题

2.1 产生问题的原因 异形柱是指L形、T形和十形柱。异形柱根据住宅的平面组合而应用于住宅设计中,使柱子不突出房间内墙,增加了房间的有效使用面积,解决了矩形柱给家具布置带来的诸多不便,从而改善了住宅使用功能和构成良好的使用空间,受到广大用户的欢迎。因而根据市场需求,近年来建造了大量的异形柱框架住宅楼。异形柱框架结构在地震区的设计,目前尚未有较为系统成熟的计算方法及构造措施。在设计中往往先假定异形柱的断面尺寸,然后根据等面积和等惯性矩的原则,将其换算成矩形断面进行计算,把计算结果再换算成异形柱进行配筋。异形柱与相同截面积的矩形柱相比,截面开展,刚度较大,而异形柱换算成等截面和等惯性矩的矩形柱进行结构分析,其结果与异形柱的实际受力情况是有一定的差异的,从而不能准确地反映框架异形柱的受力变形情况。同时异形柱的弯曲中心和形心不重合,在地震力作用下会产生扭转而使截面应力状态复杂化,剪应力增加,法向应力分布不均匀。又由于异形柱短边尺寸较小,即使加强配筋,也难以避免砼的早期压碎,纵向钢筋压曲的脆性破坏现象,即柱的小偏心受压破坏。使结构延性系数小,发生地震时人逃生的时间少。

2.2解决的方法及措施 从以上分析可知框架异形柱的受力情况较复杂,其结构延性较低。因此在设计异形柱框架结构住宅楼时,应采取一定的构造措施,以满足抗震要求。如限制异形柱框架结构的应用范围,把其应用范围限制在七度区抗震设防的八层以下,同时加强横纵向框架结构的拉通联结,平面布置力求规整,刚度均匀对称,结构竖向刚度连续均匀,降低框架异形柱的轴压比(轴压比应小于或等于0.4),改善其结构延性。同时在施工过程中,应考虑框架异形柱短边尺寸较小,在节点处钢筋较密而造成砼浇捣不密实,应采用细石砼浇捣框架柱,保证砼质量。

3短柱的抗震问题

3.1产生问题的原因及危害 为了解决储藏空间问题,经常把住宅楼底层设计成储藏间,由于储藏间层高较低,致使底层框架柱形成短柱(短柱是指柱的净高与柱截面高度之比小于4)。在同一框架中,楼梯间平台梁与楼层框架梁之间在框架柱两节点间形成短柱。起居室由于功能上要求,往往把窗设计为满开间长窗,这样窗台下墙体对框架柱产生约束作用,窗框那部分柱子形成了短柱。

由于短柱刚度大,在地震作用下承担了大量的地震剪力,致使砼首先遭到破坏,然后才是钢筋产生屈服破坏,即产生脆性破坏,形成结构抗震薄弱部位,不利于提高整幢建筑物整体抗震能力。

3.2解决问题的方法和措施 在设计过程应尽力避免框架柱形成短柱现象,如无法避免,则应确保短柱的抗剪强度及变形能力,防止框架柱过早发生剪切破坏。主要措施为沿短柱全高箍筋加密(箍筋间距不大于100mm),利用箍筋对砼的变形起约束作用及箍筋本身的抗剪作用,提高柱本身的抗剪破坏能力或者可在柱身内配置一定数量的斜向钢筋(图1),亦可以显著提高短柱的抗剪能力,改变短柱延性低的不利因素。

4结束语

在住宅设计过程中,只要充分考虑分析结构在地震作用下的变形特点,并采取一定的构造措施,就可解决因建筑功能需要而影响结构的抗震能力,从而使整幢住宅楼在地震作用下达到小震不坏、中震可修、大震不倒的目的,最大限度地减少地震灾害给居住者造成的生命和财产损失。

参考文献:

[1]建筑抗震设计规范(GB50011-2001)[S].北京:中国建筑工业出版社.2001.

篇9：青岛地区农村住宅抗震性能研究论文

1 鄂北地区农村住宅建设中存在的质量问题

1.1 地基基础处理不当问题

根据工程事故调查,大部分工程质量事故与地基基础有关,而且地基基础事故一旦发生很难补救,因此必须引起高度重视。在农村住宅中,墙体出现裂缝现象极其普遍,有的甚至很严重,究其主要原因是由于基础持力层土质不均匀,致使基底土质产生不均匀沉降,破坏墙体结构而形成裂缝。常常住宅建设施工过程中,首先因无专业技术人员参与基础施工的验槽把关,如果遇软弱土质又不作相应技术处理施工,导致沉降量大;其二、不重视住宅选址,施工人员缺乏专业知识,施工时只对地表浮土稍作清理,不管能否满足住宅埋置深度就盲目施工,而一旦雨水侵入基础,便会引起地基产生不均匀沉降;其三、无工程地质勘察资料,有的住宅建好后,也因地下存在墓穴、枯井、孔洞造成明显不均匀沉降,有的导致质量事故发生;其四、有的住宅在建设施工中不设置地圈梁,有的设置了圈梁又不能够形成封闭,达不到防止由于地基的不均匀沉降对房屋不利影响的效果。

1.2 劣质建材用于住宅建设较普遍问题

目前,农村建设市场管理不规范,劣质建材产品随处可见,其质量控制更是一个盲区,一方面农民缺乏建材方面专业知识,另一方面是对价格要求不能太贵,对质量要求较少。质次价廉建材就有市场前锦;再一个原因是工商、技术监督、建设等部门对农村市场疏于监管,农民所购的钢材、水泥、砂、石、砖等材料,大部分无产品合格证,也谈不上取样做复检试验。施工时有多种规格同一种材料凑合一起使用情况,如果水泥施工也如此混用危害更大;农村住宅在装饰装修时,农民对装饰材料只注重外表的新颖美观,根本不去考虑这些材料中甲醛、苯等有毒气体释放出来对人体健康的危害。尤为突出的是,在住宅施工中劣质钢材、水泥影响到房屋结构安全,通常小钢厂劣质Ⅱ级钢材截面尺寸与国标Ⅱ级钢材截面尺寸相差1～2个连续等级规格。例如:Φ16劣质钢材只与Φ14普通钢材截面尺寸相同,而且屈服强度、抗拉强度、延伸率均达不到《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB 14992-2007)、《金属材料室温拉伸试验方法》(GB/T 228-2002)、《金属材料弯曲试验方法》(GB/T 232-1999)的试验标准,另一个是小水泥厂水泥安定性极不稳定,也时有强度不足问题,施工时,若不分青红皂白用于结构工程,那更是令人提心吊胆,隐患无穷。

1.3 结构设计不合理问题

有多数农民建住宅,不注重设计或者照搬照抄他人住房样式盲目施工,也有些农民请当地“土设计师”在现场边设计边施工,其结构稳定性、安全性极低。大多砖混结构住宅,设置有圈梁又无构造柱,有构造柱又不设置圈梁。即便有圈梁和构造柱却又不能将圈梁形成完整封闭,构造柱也仅设在四个大角。有的阳台、雨蓬等悬挑结构,没有足够平衡重力和可靠的连接构造,其结构稳定性严重不足,随时都可造成倾覆质量事故发生,另外还存在一种情况是阳台、大开间客厅混凝土现浇板厚度只有60～80 mm,挠度值大大超过设计规范下限。据调查统计显示,有相当一部分砖混结构农房的2层外走廊预制板,中部用挑梁支撑,两端用有漏花的墙体支撑,墙的端部实际形成了砖柱,且大多为240 mm×240 mm的砖柱,如此墙体承载力非常有限,砖柱很容易被推裂。一些房屋阳台现浇楼板厚度偏小,阳台上无栏杆,房屋建成后三五年还没有(完成)装修,表层砖和梁柱已有严重风化现象,板和柱中有些部位钢筋已经露出且锈蚀。室外阳台的装饰柱是直接简易固定在阳台的挑梁端部,不符合结构设计的要求,阳台楼板的设计存在可能脱落的危险。此外,在调查中还发现多数农房均未设置构造柱和圈梁,即使结构配置了构造柱和圈梁,但也是材料浪费严重,如地圈梁设置时,多采用的是250 mm×500 mm的截面,拉区、压区均配置3Φ16或3Φ18的钢筋。经过调查询问,这都是“能工巧匠”自己“设计”的,他们认为这样可能会“安全”些。

1.4 卫生间、屋面等渗漏影响住宅正常使用功能问题

在农村住宅建设过程中,普遍不重视穿楼板管线的预埋施工,而是在安装施工时,临时根据需要随意凿槽、开孔,为了方便安装,甚至有的擅自切断楼板钢筋,影响到了结构安全,并且这些穿过楼板的管线孔周边,不能按照穿楼板管道周边防水要求做好,只是作简单修补堵塞了事,既不采用细混凝土灌填密实封堵,又不进行表层用密封膏等材料的防水处理施工,必定产生渗水质量问题,另外有一个最容易忽视渗水问题,就是卫生间墙体与地面相交处不作泛水施工,地面及墙根部30 cm又不做防水砂浆层或其它防水卷材料处理,更谈不上在装饰装修前进行蓄水试验检查渗漏,近年农村钢性屋面混凝土坡屋面也出现较多,但渗水现象并不少见。首先农村建住宅上,大多数以经济利益考虑,省去屋面防水隔热施工,并在有关细部处理上不恰当。一是屋面的找平层不按规范要求设置分隔缝和填嵌密封材料;二是屋面流水坡向设计不正确或施工坡度不符合要求出现积水;三是女儿墙与屋面交接处不做泛水处理,并且泛水高度低于250 mm,加上有的做防水时卷材收头固定密封不好等也同样会产生渗漏;四是钢性防水层厚度不小于40 mm,并不配置钢丝网,产生收缩应力形成裂缝导致渗漏等等……。

1.5 墙体质量问题多

据调查显示,已建与拟建的农房大部分采用砖混结构,由于在农房建设中几乎没有工程技术人员进行质量监控,不是严格遵照国家及相关部门颁布的施工规范要求,而是凭经验操作,结果导致农房墙体质量问题偏多。内外墙之间无拉结措施,接头处只留直槎以及砌筑的墙位不正或墙体歪斜;纵、横墙体间及其他构件间的连接不牢;上下层砖不错缝搭接,干砖上墙,砂浆严重失水;砌体砂浆没有配合比,一般砂浆强度低,或任意往砂浆中浇水或加塑化剂,因而影响了砂浆的强度,有的还使用强度很低的石灰砂浆;砌筑方法不当,如只砌包芯柱,或灰缝不饱满,甚至用带刀灰砌砖等。另外,多数房屋都采用空斗墙,2～3层的楼房,由于空间较大,设置有横梁,但梁下也采用空斗墙,存在着墙体开裂的安全隐患。这些现象导致了砌体强度的降低,墙面多处出现裂纹、裂缝。

2 加强农村住宅质量安全问题控制的对策

从上述农村住宅建设中存在的质量问题看,农村住宅建设的质量安全管理是一项长期任务,只有建立农村住宅建设质量安全管理的长效机制,才能确保农民住宅建设工程的质量安全,促进农村住宅建设健康有序发展。

1)当前农村住宅工程质量施工事故主要表现在施工过程中缺乏正规勘察设计,要在农村住宅建设项目确定后,由乡镇、村负责,委托相应资质的工程地质勘察单位对农宅建设集中连片区域做一次地质勘察,详细了解农房地基的地质构造、水文地质条件、地基承载力等地质基本情况,为农房选址和施工图设计提供科学的依据,从源头上预防由于地质条件不清楚造成的选址错误和基础设计误差。

2)要按照省、市提供的小康住宅建设方案图集,结合实际,择优选用相应的结构布局方案,并委托有资质的设计单位出具正规的施工图设计文件,由乡镇、村负责将工程划片或整体招标,发包给有资质的施工队伍,并按照法律法规要求签订好施工合同和质量保修协议,明确甲乙双方的权利和义务。在施工中严格监督,按设计图和施工规范、技术标准施工,在资金、技术等条件成熟的情况下,可以委托有资质的监理单位对集中连片区域内农宅工程的质量安全进行监理。

3)要培训农村农房建设乡镇管理人员,使他们在房建规划、工程地质、建筑材料、建筑结构、建筑施工等方面学习一些基本的专业知识,使农村农房建设有人管、管得好,这是搞好农村农房建设的关键,他们懂得了这些方面的知识就可以在农村农房建设中发挥极大的作用,促使农村农房建设科学、健康、持续、稳定的发展。

4)要加强农村建筑市场的管理,改变无证设计、无证施工的状况。建设行政主管部门要加强对农宅建设监督和管理,从抓村镇建筑工人入手,培训施工人员,积极推行农村住宅工程施工人员持证上岗制度,提高农村建筑业从业人员的素质和技能,对施工人员通过培训来增强其质量意识,从而提高施工质量,加强违规行为的管理。

5)要大力整顿和规范农村建材市场。建设行政主管部门,特别是乡镇级村镇建设管理机构,要对进入施工现场的建筑材料、构配件加强监督检查,特别是直接关系到住宅质量问题的钢材、水泥、墙砖三大建材实行质量认证,取样做实验,凡不能满足技术标准规范要求的,一律不得进入施工现场,防止将假冒伪劣建筑材料使用在住宅建设工程中。工商、技术监督、公安等部门,对建材市场进行定期不定期检查、抽查,使假冒伪劣建筑材料无藏身之处。完善市场约束机制,对那些使用假冒伪劣建筑材料导致产生质量问题的,可采取经济和法律手段追究其责任,逼着建房业主和施工单位自己去解决质量问题。

6)建设行政主管部门要加大对农村住宅工程的技术服务和指导,依法加强对施工现场的监督检查,对施工单位、监理单位的行为进行抽查,对参建各方的资质进行核查,对见证取样制度的实施情况进行检查,对现场临时用电、起重机械、“三宝”“四口”等进行详细检查验收,从源头上杜绝质量安全事故发生。及时研究和处理农村住宅建设中的工程质量安全问题,建立一套行之有效的检查、惩罚、处理等长效管理机制,确保农村住宅工程质量安全。

7)落实村镇建设质量和安全管理工作责任制。实施村镇建设工程质量安全领导责任制,建立项目法人责任制、参建单位工程质量领导人责任制和工程质量终身负责制。按照国务院《村庄和集镇规划建设管理条例》中关于“乡镇人民政府要负责本行政区域的村庄、集镇规划建设管理工作”的规定,乡镇长是村镇建设质量和安全管理工作的第一责任人,分管村镇建设的乡镇长要对村镇建设质量和安全管理工作负直接责任。

3 结束语

农村住宅建设中容易忽略的质量问题,不仅关系到农民的经济利益,也关系到农民千家万户的生命安全,关系到社会稳定、和谐,值得政府部门各相关单位通力合作,以科学发展观为指导,强化新农村建设市场管理,从源头控制无证设计、无证施工等不规范行为,并能加强住宅建设的指导,采取“防、控、帮”并举的措施,逐步减少和消除工程质量隐患,整体提高农村住宅质量水平,让农民实现真正意义上的安居乐业。

参考文献

[1] 刘颍.建筑工程质量症害分析及其对策[J].安徽建筑.2003,(5)