農村自建房屋就該脆弱?手把手教你如何抗震2015-08-18 06:30:36來源:網易家居綜合作者:我有話説(1人參與)字號減小字號增大地震不僅會給城市造成深重災難,也會使農村蒙受巨大的損失。提高房屋的抗震性能,是農村避免或減輕地震災害的有效途徑。雖然地震時農村的房屋顯得很脆弱,但是凡事有例外,土房子也有自己的精彩。
原標題: 農村自建房屋就該脆弱?手把手教你如何抗震
地震不僅會給城市造成深重災難,也會使農村蒙受巨大的損失。我國是一個多地震的國家,地震基本烈度6度及其 以上地區佔國土面積79%以上,其中絕大部分屬農村。
本世紀發生在我國造成災害的地震有近1600次,直接發生在城市造成破壞或一定損失的地震不足2%,其餘的均發生在農村。 歷次震害表明,房屋倒塌是農村産生地震災害最主要的原因。這是因為農村建房缺乏規範化管理,房屋質量差,不僅不能抗禦強烈地震,就是6級左右的中強地震,甚至強有感地震也會導致房屋損壞而要付出沉重的代價。因此,提高房屋的抗震性能,是農村避免或減輕地震災害的有效途徑。
一、房屋震害地基基礎不牢,結構強度不足,建築材料不合格,施工質量差是農村房屋遭受地震破壞的主要原因。施工粗糙,建築質量差都可能加重地震災害,主要表現在以下兩方面:
1、內外墻只留直槎,無拉結;墻位不正,墻體歪斜;箍筋間距太大;工程接縫處理不當等。2、包心柱,帶刀灰、立磚立砌空鬥承重墻等都是錯誤落後的施工方法。
二、自建房選址和地基1、選擇地勢較開闊平坦,土質堅硬的地方建房,避開河湖、池塘岸邊和不穩定山坡。2、根據場地條件修築不同類型地基基礎,所用材料應達到:磚點MU7.5,混凝土強度點C10,砂漿強度點M5,毛石為堅硬塊狀。
三合土,顧名思義,是三種材料經過配製、夯實而得的一種建築材料,不同的地區有不同的三合土。但其中熟石灰不可或缺,三合土存在於沒有水泥或水泥奇缺點年代,所以,説三合土中有水泥是不對的。

我國的地質存在大量的“亞粘土”俗稱“黃土”“紅土”。在有泥土地地方,三合土地材料為:泥土、熟石灰、爐渣。經夯實,可增加其密實度,而且粘土顆粒表面的少量流行性二氧化硅和三氧化二鋁石灰中的氫氧化鈣發生反應,生成不溶于的水化硅酸鈣與水化鋁酸鈣,將粘土顆粒膠結起來,提高了粘土的強度和耐水性。水泥 、沙或幼石粉、小石(大多用10、20公分)主要比例有:1(水泥):1(沙或幼石粉):2(小石)-此比例力度最強, 1:2:4 ,1:3:6當然還有更多,那些是專業配製了。
3. 用置換法、加密法、設置地基圈梁等方法處理軟弱、鬆散地基土。
三、 不同結構房屋的抗震措施(一)磚混結構房屋1. 平立面佈局合理
(1) 房屋高度和寬度之比不應大於表1所列。
(2) 橫墻間距不應大於表2年列。
2. 承重墻(1) 磚的強度不小于MU7.5。(2) 砂漿配比正確,其強度宜高於M5,詳見表3。(3) 砌磚要講究章法,不能留直縫,墻體平直而沒有歪斜。表3
3. 設置圈梁烈度6度和7度可隔層設置,超過7度必須層層設置圈梁,可視情況選擇以下三種類型之一:
(1)鋼筋混凝土圈梁,即在同一樓層面高度,沿縱橫墻澆注一個閉合的鋼筋混凝土梁。其配筋要求見表4。*基礎圈梁縱筋不小于4φ12(2)配筋磚帶圈梁,在靠近樓板面附近,于所有縱橫墻上面敷設2φ12的鋼筋,滿鋪砂漿,再砌兩皮磚,又再敷設2φ12鋼筋,滿鋪砂漿,然後繼續向上砌築。
4. 構造柱的設置在施工時,于縱橫墻交匯處預留缺口,澆注鋼筋混凝土柱。
5. 屋蓋和樓蓋與墻體連結牢固。措施:現澆鋼筋混凝土樓板或屋面板,要求樓板伸進縱橫墻的長度不小于120毫米。
6. 門窗應設置過梁。7. 突出屋頂的裝飾物與頂圈梁要有牢固的連結。
(二)鋼筋混凝土框架結構房屋這類房屋技術較複雜,應請具相應資質等級的設計施工單位建造,它由梁、柱、樓(屋)蓋、填充墻組成,要求平立面佈局簡單、均勻、規則。1. 柱的施工要求措施:(1)柱中線與梁中線應儘量重合;(2)配筋率:中柱、邊柱不小于0.5%,角柱不小于0.7%;(3)混凝土強度不低於C20。
2. 梁的施工要求措施:(1)梁寬不小于柱寬大的1/2;(2)梁截面高寬比不大於4;(3)頂、底面通長鋼筋不小于2φ12;(4)混凝土強度不低於C20。
3. 節點的施工要求措施:1)縱筋搭接方式和長度適中,錨固牢靠;(2)切實保證節點區混凝土的密實性;(3)在設防烈度8度以上地區,節點附近箍筋間距宜加密至150毫米以下。
4. 填充墻的施工要求措施:(1)砂漿強度不低於M5;(2)沿柱高每隔500毫米配置2φ6拉筋,且伸入墻內至少700毫米;(3)墻體與梁、柱要緊密結合。注:MU7.5磚塊材料試樣中心抗壓強度為7.5MpaM5砂漿材料試樣中心抗壓強度為5.0Mpa,其餘類推C10混凝土試樣中心抗壓強度為10Mpa,其餘類推
(三)、單層硬山擱檁房屋1、 縱橫墻、隔墻措施:(1)砂漿強度應在M5以上,磚的強度不低於MU7.5;(2)縱橫墻交接處要咬砌,並配拉結筋;(3)隔墻宜作踏步式砌築到頂。
2. 屋蓋措施: (1)檁條和墻、檁條和檁條間都必須有可靠連結。(2)屋架與屋架之間要加支撐;(3)兩端山墻要用墻纜拉結。
1.2008年的汶川地震,2014年的雲南魯甸地震,以及2015年剛剛發生的尼泊爾地震,都造成了相當大數量的房屋倒塌和人員傷亡。
2.在這些地方,生土建築是比較常見的建築類型,地震中“土房子”密集的地方也往往是重災區。
3.以傳統技藝修建的土房子,抗震性能確實不太好。
4.因為生土材料是一種韌性很小的材料,雖然抗壓能力還不錯,但抗彎強度(抵抗彎曲不斷裂的能力)和抗剪強度(抵抗剪切破壞的強度)都比較差,如果只用生土作為建築的承重構件,容易造成房屋在地震中“土崩瓦解”,損害人民群眾的生命財産安全。
5.因此,各地方建設部門紛紛制定災後重建策略,不許再建土房子。村民也是“談土色變”,摒棄傳統,重建的時候選擇了磚混結構(磚+鋼筋混凝土)的房屋。
6.於是我們看到,越來越多的磚混結構房屋代替了地域特色鮮明的傳統民居。住上磚房似乎也象徵著擺脫貧困奔小康的美好幸福生活。
7.磚混結構的房屋有鋼筋混凝土的梁柱框架,頁巖磚或空心磚的填充墻體,結構的整體性和建築材料的強度都比較理想,設計建造得當的話,設計建造得當的話,設計建造得當的話——重要的事説三遍——確實可以滿足抗震設防的需求。
8.但是,在農村地區,磚混結構的房屋就真的是一個普遍適用的最佳解決方案了麼?
9.並不是。
10.到過農村地區的可能對土房子並不陌生。這些利用未經焙燒的土壤或簡單加工的原狀土作為主體材料的建築,被稱為“生土建築”。
11.由於造價低廉,冬暖夏涼,建造過程也很環保,土房子成為全世界發展中國家人民喜聞樂見的民居形式。
12.那些一直沿用土房的地區,往往都是偏遠貧困的山區,交通不便,運輸物資成本也很高。在災後,建材價格本來就飛漲,一塊磚 成本5毛,運到村子裏可能又變成了7毛,甚至1元。這對本來就不富裕的村民來説,往往是一筆沉重的經濟負擔。很多人因為沒有足夠的資金,一直住在帳篷或者嚴重損毀的危房裏,遲遲不能開始重建。即使完成了重建,卻也背上了沉重的貸款。
13.其次,對建造土房瞭如指掌的村民,卻未必懂得建造(抗震的)磚房。一些災後重建的磚房雖然用了磚和水泥,但省錢省在了刀刃上,抗震性能大打折扣。如果再來一次地震,很有可能發生更嚴重的後果。
14.再者,不管是水泥,還是空心磚,這些建材的生産和運輸都會産生一定的污染和碳排放。而且和土房比起來,磚房的熱工性能較差,冬天需要燃燒更多的煤或柴火來取暖,夏天需要開更多的風扇或空調(如果村民有的話)來製冷。這些也都會造成更多的能耗和碳排放,也最給村民增加更多的經濟負擔。
15.另外,西部很多山村都是少數民族聚居區,建築依山就勢錯落有致,地域特色鮮明。然而,災後重建往往劃定一塊區域,給個樣板房,一套圖紙建全村。村民只能搬離自己的家園,遠離自家的農田,住到只有幾十平米的重建房,沒有了牛棚豬圈,沒有了堆放農具穀物的空間,雖然恢復了重建,卻沒有辦法恢復生産,恢復生活,真是再也回不去了……
16.那麼,我們真的要和經濟、環保、特色鮮明、適合村民日常生活的土房子説再見了嗎?
17.其實,建築學和土木工程的專家們已經想出了讓土房子能抗震的辦法。例如2008年開始的四川會理馬鞍橋村災後重建和2014年開始的雲南魯甸光明村災後重建當中,香港中文大學、西安建築科技大學、昆明理工大學等多所高校就合作研究和實踐了一種新的抗震夯土建築技術。這種技術簡單易懂,操作也不太難,很適合村民學習和使用。
18.首先,你需要一個穩固的基礎。過去馬鞍橋村的村民蓋房子對地基不太重視,混凝土的使用也不普及,所以地震一來,地基就先分崩離析了,地基上面的墻體當然也沒法Hold住。因此,如果非要用一點水泥才能保證房子的穩固,那一定得是用在基礎上。
19.然後,在土墻裏面嵌入一些構造柱和圈梁,可以把土墻“撐住”,就好像肉裏面有了骨頭,即使激烈搖晃,屋頂和樓板也可以被支撐住,不至於倒下來砸到小朋友和花花草草了。
20.有了“骨頭”還不夠,還要提高“肉”的強度,讓“肉”更結實。比如,在土料裏面加入非常少量的石灰或者水泥(5%左右),就可以大大提高土墻的強度。
21.另外,你還在用木質的夯錘手工夯土麼?Out啦!趕緊換成鐵質夯錘,或者用小型機械代替手工,這樣也可以大大提高夯築的緊實度,讓墻體更堅實。
22.另外,在土墻裏面加入一些竹筋和木銷,也可以起到一定的拉結作用,就好像在混凝土裏面加入鋼筋,可以讓墻體不那麼容易“崩壞”。
23.合理設置防震縫也可以起到一定的抗震作用。簡單來説就是把兩個形態差別比較大的建築體量分開,不要連在一起。這樣如果地震來了,兩個部分搖晃的節奏不一樣,就可以你晃你的,我晃我的,不會互相影響和牽扯。
24.説了那麼多,以上的措施是否真的可以讓夯土建築在地震多發地區免於一死,重獲新生呢?為了理據服人,抗震土房還得經過實驗的檢驗。
25.首先是檢測墻體的強度,實驗室裏的檢驗方法是從夯好的墻體切取土塊,用機器剪切或壓土塊,直至將其破壞,測試土塊的抗剪強度和抗壓強度。
26.另一種更為真實準確的方法,是直接進行墻片的現場抗剪實驗。在馬鞍橋村,結構工程師們進行了這種實驗:首先在一個混凝土做的框架上夯築幾片墻體(可以調整每片墻體裏石灰/水泥的配比,進行比較)。然後用千斤頂對墻體進行頂推(混凝土框架起到支撐千斤頂反力的作用),看多大的力量可以破壞墻體。
27.這些方法你還是看得不過癮?那只好“放大招”了——還有一種比較炫酷的實驗叫做“振動臺實驗”。就是做一個簡單的1:1的小土房子,然後放在一個可以模擬 各種地震波的大振動臺上,實驗人員一聲令下,振動臺就開始搖晃,看看是否能把上面的土房震壞掉。魯甸光明村項目進行的振動臺實驗,模擬了各種不同類型的地震波,還特別添加了模擬魯甸地震的“魯甸波”。實驗結束後,小土房子安然無恙。
28.總之,經過各種實驗的科學檢驗,不管是在四川的馬鞍橋村,還是在雲南的光明村,新型的抗震土房都完全可以滿足當地抗震設防的要求。
29.採用抗震土房恢復重建還有什麼好處呢?在節能低碳環保之外,它還有一個好處就是順便清理和回收利用了地震廢墟中的土和廢料,可以實現原址重建,不必再佔用新的土地。此外,這種在傳統建築的基礎上做簡單改良的方式,經濟易學,很容易被當地老百姓掌握,乃至傳承和發揚光大。
30.在馬鞍橋村重建之後,家園還是那個家園,村莊還是那個村莊,鄰居還是那些鄰居,田地在周邊,牛棚、豬圈、雞舍、糧倉、院落,一樣沒少,沒有欠下高額貸款,沒有被迫搬遷,而家園更安全更舒適了。
31.重建後的馬鞍橋村。村莊很好地保留了地域特色,沒有佔用新的土地,也避免了千篇一律的“樣板房”。
32.而在雲南魯甸光明村,第一戶重建房已經完工,戶主楊大姐又可以恢復往日平靜的生活了。更多的重建工作正在進行中。
33.不過,在大規模、快速、標準化的災後重建和新農村建設中,抗震生土建築的使用和推廣依然緩慢而艱辛。一方面,地方政府對這種技術缺乏足夠的了解和認識,另一方面,建築領域也缺乏相應的專業規範和標準。對政府部門和大眾的宣傳、對施工人員的技術培訓、對相關規範的科研製定,也都需要更多投入和時間。開展示範項目,僅僅是邁出了第一步。
34.現代建築材料和技術在我們習以為常的都市生活中固然便利易得。但是今天,中國仍然有近一半的人口居住在農村,他們中的相當一部分生活在偏遠貧困的山區。在高唱“城市讓生活更美好”的同時,我們也應該知道,城市模式不是唯一的答案,科學研究不僅要為城市解決問題,也要為鄉村解決問題。
日本地震頻發,學生們從小就要接受地震來襲後逃離技巧的學習,同時,為了抵抗地震的破壞力,他們修建的房子也要充分考慮到地震的影響。
在經歷了9.0級地震即大海嘯後,人們驚異地看到日本的多層、中高層甚至高層建築物居然完整地挺立著,很多房子雖然被洶湧的海浪挪出很遠,但全然沒有散架,日本的大地震讓建築抗震再度成為焦點。
在日本的建築施工中,對於抗震有三種構造概念:耐震、制震和免震。耐震為最普通級別,主要用在低層建築中。制震則是讓建築物在地震晃動中,集中在一個地方造成損害,但其他地方不會發生損毀。
其中一種做法是在建築物中放置各種球體,讓這個部分吸收地震能量,等地震過後,只需把這部分換掉就行,建築其他地方不會發生問題。
還有比較普遍的做法則是放置油壓器裝置,其作用相當於保險絲,基本上在高層建築中,每層都會放置一個以上這種裝置。第三種的免震技術運用的成本過高,而且也不是每個地塊的地基都適合。所以,現在日本大多數建築採用的標準基本都是制震的標準。
SOHO中國董事長潘石屹感嘆,我們看到汶川地震和日本這次地震後建築倒坍的畫面是完全不同的。日本的房子在巨大的地震和海嘯面前,一座房子衝到橋樑上,但房子還沒有散架;一架遊艇壓倒在一座房子上,房子也沒有倒塌。
中國的建築質量和日本的建築質量是有很大差距的,尤其農村的建築缺乏基本的結構,沒有水泥的圈梁和必要的柱子,都是用磚頭砌起來的,地震後成了碎塊。這些都是需要我們反省和學習的地方。
潘石屹認為中國一些大城市商品房建設的水平和質量已經和世界先進水平處在同一位置,但中國建築質量水平參差不齊,尤其很多沒有受到質量監管的房子農民自建房,大量的小産權房,這些房子的建設都是游離于中國建築質量監督體系之外,房子的質量一般都很差,也很容易出質量問題。
目前國內的房地産建設從設計、施工、監理層層外包,經濟利益決定了開發商和建築商合謀使用劣質的、不達標的建築材料。業內人士認為,應該從日本大地震中汲取教訓,重新審視我們的建築質量。從最初的設計、選材、施工等方面都應該嚴守標準。
日本抗震房屋。
日本抗震房屋。
1
天津薊縣獨樂寺:經歷28次地震不倒
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在保存至今的眾多古代木結構建築中,天津薊縣的獨樂寺和山西應縣木塔在抗震方面的表現尤其突出。
3
獨樂寺位於天津薊縣盤山腳下,始建於唐代,寺內的觀音閣和山門重建於遼代。
4
自重建以後千餘年來,獨樂寺曾經歷了28次地震,其中清康熙十八年(1679年)三河、平谷發生8級以上強震,“薊縣城官廨民舍無一倖存,觀音閣獨不圮。”
5
1976年唐山大地震,薊縣城內房屋倒塌不少,觀音閣及山門的木柱略有搖擺,觀音像胸部的鐵條被拉斷,但整個大木構架安然無恙。
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獨樂寺觀音閣之所以在多次強震中屹立不倒,主要是鬥拱起了作用。觀音閣的鬥拱設計十分巧妙,在沒有一顆釘子固定的情況下,通過七層木塊的相互交織,達到了相互連接固定的作用。
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這樣在地震出現時能及時減緩外部的壓力,具有很強的抗震性能。
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下面我們來看看古代建築典型的抗震設計。
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絕招一:古建築的臺基堪稱整體浮筏式基礎
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我國古代很少建造平面複雜的建築,主要採用長寬比小于2:1的矩形。規則的平面形態和結構佈局有利於抗震。傳統建築往往是中間的一間(當心間)最大,兩側的次間、梢間等依次縮小面寬,這樣的設計非常有利於抵抗地震的扭矩。
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中國古代建築一般由臺基、梁架、屋頂構成,高等級的建築在屋頂和梁柱之間還有一個鬥栱層。中國古代建築的臺基用現代結構語言描述,堪稱“整體浮筏式基礎”,好比是一艘大船載著建築漂浮在地震形成的“驚濤駭浪”中,能夠有效地避免建築的基礎被剪切破壞,減少地震波對上部建築的衝擊。
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中國傳統建築的梁架一般採用抬梁式構造,在構架的垂直方向上,形成下大上小的結構形狀,實踐證明這種構造方式具有較好的抗震性能。
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優雅的大屋頂是中國古代傳統建築最突出的形象特徵之一,而且對提高建築的抗震能力也做出過相當的貢獻。形成大屋頂(尤其是廡殿頂、歇山頂等)需要複雜結構和大量構件,大大增加了屋頂乃至整個構架的整體性;龐大的屋頂以其自重壓在柱網上,也提高了構架的穩定性。
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絕招二:鬥拱是古建築抗震中的又一位重要“戰士”
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鬥拱是中國古代建築抗震的又一位重要“戰士”,在地震時它像汽車的減震器一樣起著變形消能的作用。
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它是由若干鬥形的木塊和弓形的短枋木相互交接組合而成的構件,用在柱頭頂或額枋之上,起著承托梁架和出挑屋檐的作用
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當地震發生時,屋頂與柱之間的若干組內外檐鬥拱像彈簧層一樣起著變形消能的作用,從而大大減少了建築物的破壞程度。
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歷史上,很多帶鬥拱的建築都能抵禦強烈地震,比如山西大同的華嚴寺,在沒有鬥拱的低等級附屬建築被破壞殆盡的情況下,帶鬥拱的主要殿堂仍能倖存,充分説明了鬥拱對抗震的貢獻。
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鬥拱但能起到“減震器”的作用,而且被各種水平構件連接起來的鬥拱群能夠形成一個整體性很強的“剛盤”。
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按照“能者多勞”的原則把地震力傳遞給有抗震能力的柱子,大大提高了整個結構的安全性。
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絕招三:榫卯是抗擊地震的關鍵
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除了這些較顯著的手法外,中國古代傳統建築中還使用了大量的其他技術措施,這些措施是古建築抗震的關鍵。
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比如榫卯的使用,榫卯是極為精巧的發明,我們祖先早在7000年前就開始使用,這種不用釘子的構件連接方式。
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使得中國傳統的木結構成為超越了當代建築排架、框架或者剛架的特殊柔性結構體。
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不但可以承受較大的荷載,而且允許産生一定的變形。
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在地震荷載下通過變形吸收一定的地震能量,減小結構的地震響應。
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還有如柱子的生起、側腳等技法降低了建築的重心,並使整體結構重心向內傾斜,增強了結構的穩定性。
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柱頂、柱腳分別與闌額、地袱以及其他的結構構件連接,使柱架層形成一個閉合的構架系統。
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用現代術語來説,就是形成上、下圈梁,有效地制止了柱頭、柱腳的移動,增強了建築構架的整體性。
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梁架系統通過闌額、由額、柱頭枋、蜀柱、攀間、搭牽、梁、檁、椽等諸多構件強化了聯絡,顯著增強了結構的整體性。
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柱子與柱礎的結合方式能顯著地減少柱底與柱礎頂面之間的摩擦,進而有效地産生隔震作用。
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在高大的樓閣中,如獨樂寺觀音閣、應縣木塔等,都在暗層中設有斜撐。
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這樣就大大強化了構架對水平衝擊波反復作用的抵抗能力。
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在外檐柱間設置較厚的墻體,起到現代建築中“剪力墻”的作用諸如此類,舉不勝舉。
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大到建築群體的佈局處理,小到構件斷面的尺寸設計,處處都展示出古代工匠們在抗震設計方面的知識和匠心。
地震不僅會給城市造成深重災難,也會使農村蒙受巨大的損失。我國是一個多地震的國家,地震基本烈度6度及其 以上地區佔國土面積79%以上,其中絕大部分屬農村。因此,提高房屋的抗震性能,是農村避免或減輕地震災害的有效途徑。
(來源:我愛建房網)
雖然地震時農村的房屋顯得很脆弱,但是凡事有例外,土房子也有自己的精彩。
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看完我們國家的,當然少不了多發地震國家的日本了。
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都説以史為鏡,受益是不淺的。我國古代人也是智慧的,他們的房屋又是如何設計得能抗震的呢?