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村镇生土结构房屋实用抗震技术

时间:2023-10-25 百科知识 版权反馈
【摘要】:生土材料的质量和强度是保证房屋抗震安全的基础。生土结构房屋的局部尺寸应符合表5.2的规定。构造柱通常采用的木柱,其最小直径应不小于120mm;当木材缺乏时,可用竹柱代替木柱但宜适当加密。

第五章 村镇生土结构房屋实用抗震技术

5.1 抗震基本要求

5.1.1 建筑设计和结构体系

1)选择对抗震有利的建筑平面布置

在房屋的建筑平面、立面设计中,除了满足使用功能要求外,还宜优先选择简单规则的体型,尽量不采用平面凹凸、立面高差不等、错层等复杂形式。这是因为平面简单规则的房屋,结构整体性较好,在地震中结构各部分的动力反应比较一致,而采用复杂体型,则易在凹凸拐角处,立面高差不等处、错层处等形成应力集中,过早破坏。

2)选择对抗震有利的建筑立面(竖向)布置

村镇建筑一般1~2层,建筑设计时,应控制立面高差不等、错层等竖向布置。注意使墙体上下对齐,尽量减少梁抬墙的情况;避免上刚下柔,重心高悬,竖向布置不规则房屋的震害。房屋沿高度方向的质量、刚度均匀可使地震作用均衡,震害较轻。一般地震作用位移顶层最大,底层最小,而墙体所受到的层间剪力顶层最小,底层最大,要求底层墙体强度高,刚度大。而底层墙体一般到基础有一定埋深,使底层层高较上部楼层大,抗侧刚度较上部楼层小,所以对抗震不利,因此,应控制底层层高不要过高。

出于采光通风或外立面要求,村镇大量住宅外纵墙上开洞很大或洞口过多,尤其是底层纵墙开有较大门洞,纵墙很短,造成纵横刚度小,房屋空间整体性很差,在地震中外纵墙易外闪破坏。

3)选择合理的抗震结构体系

一般而言,抗震结构体系应根据建筑物的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、材料和施工等因素,经过技术、经济条件比较综合确定。在选择建筑结构体系时,应符合以下要求:

①应具有明确的结构计算简图和合理的地震作用传递途径。

②在建筑的抗震设计中,有意识地使结构具有多道防线,避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构体系丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。

③结构应具备必要的强度(承载力)、良好的变形能力和耗能能力。墙体强度不足可能会造成墙体开裂或倒塌,导致楼、屋盖砸落等。变形能力是指要使结构在地震作用下能抵御一定的变形,不会发生大变形下的失稳倒塌破坏。耗能能力是指结构不要发生脆性破坏,而要通过延性变形耗散地震能力,有好的耗能构件和机制。

④应注意结构体系的明确性,不应在同一房屋采用木柱与砖柱、木柱与石柱混合承重的结构体系,也不应在同一层中采用砖墙、石墙、土坯墙、夯土墙等不同材料墙体混合承重的结构体系。这是因为不同体系的强度、变形能力不同,地震中难以协同受力和变形,易形成地震薄弱部位。

⑤应该具有合理的刚度分析,门楼、门脸、高于500mm的女儿墙、高山墙等装饰性构件,刚度因局部削弱或突变易形成薄弱部位,地震中产生过大的应力集中或塑形变形集中。对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高抗震能力。

4)合理设置楼梯间

楼梯间墙体侧向支撑较弱,是抗震的薄弱部位,楼梯间设置在房屋的尽端或转角处时会进一步加重震害,在建筑布置时应尽量避免将楼梯间设于尽端和转角处。悬挑楼梯在墙体开裂后,由于嵌固端破坏而失去承载能力,容易造成人员跌落伤亡,尽量不用。

5.1.2 整体性连接和抗震构造措施

1)选择合理的结构构件

结构构件除满足承载力要求外,还应具有良好的延性,力求避免脆性破坏或失稳破坏。同时,构件间的连接应具有足够的强度和整体性,要求构件节点的强度不应低于其连接构件的强度;预埋件的锚固强度不应低于连接件的强度。

2)采取有效的抗震构造措施

抗震构造措施与抗震概念设计是避免房屋在大震影响下倒塌的关键环节。一定的抗震构造措施可以保证房屋具有较好的抗震性能,即使大震来临时也能给人们提供逃生的空间或时间。

3)处理好非结构构件和主体结构的关系

大量的震害表明,没有进行合理设计的非结构构件在地震中容易震落伤人,对于附着于楼、屋面结构构件的非结构构件应与主体结构有可靠的连接或锚固。

5.1.3 生土材料与施工要求

生土材料的质量和强度是保证房屋抗震安全的基础。震害表明,原材料质量不过关,在正常使用状态下结构也许尚可满足使用要求,但地震中其受损程度必定会严重一些。

施工质量也是结构抗震安全的基本保障。地震中,同一村落相同结构布置的房屋,施工中砂浆配比不当(如砂浆中水泥用量不足、砂含泥量高),墙体施工质量差、混凝土密实度低、成型质量差的房屋比施工质量好的房屋震害严重得多。

除对材料和施工的一般要求外,抗震结构在设计文件中应注明对材料和施工质量的要求,并应保证切实执行。各类材料的强度等级应不小于相关规范或规程的最低要求,钢筋接头及焊接质量应满足要求。在施工中,一般不以强度等级高的钢筋替换设计中的纵向受力钢筋。

5.2 一般规定

5.2.1 墙体材料

制作土坯及夯土墙的土质最终决定生土墙的强度。

生土结构房屋所用的土料应选用杂质少的粉土和亚黏土,土中不应含有大于20 mm的硬土块,其含水率宜控制在12%~18%,简易测试方法是:“手捏成团,落地开花”。

土的夯实程度与土的含水率有很大关系,夯土墙土料含水量宜控制在最优含水量左右,上下不超过最优含水量的±10%。

土料中掺入砂石、麦草、石灰等可以改善生土墙体的受力性能。生土墙土料中的掺料宜满足下列要求:

(1)宜在土料中掺入0.5%(重量比)左右的碎麦秸、稻草等拉结材料;

(2)夯土墙土料中宜掺入砂石,砂石重量不宜超过25%(重量比);

(3)夯土墙土料中掺入熟石灰时,熟石灰含量宜为5%~10%(重量比)。

5.2.2 房屋的总高度与层数

基于生土材料强度低、易松散的特性和震害经验,限制房屋层数和高度是主要的抗震措施。土木房屋的抗震能力,除依赖于横墙间距、墙体强度、房屋的整体性和施工质量等因素外,还与房屋的总高度有直接的关系,故生土结构房屋的总高度不应超过6m,层数不应超过2层。单层房屋层高不宜超过4.0m,两层房屋的各层层高不宜超过3.0m。

5.2.3 抗震横墙间距

生土结构房屋的横向地震力主要由横墙和山墙承受,限制抗震横墙的间距,既保证了房屋横向抗震能力,也加强了纵墙的平面外刚度和稳定;抗震横墙的最大间距应符合表5.1的规定。

表5.1 6度区抗震横墙的最大间距

注:括号内为与抗震横墙最大间距对应的房屋宽度限值。

5.2.4 墙体厚度

生土墙体抗剪强度低,具有一定的厚度的墙体才能抵抗地震剪力,土坯墙、夯土墙厚度、外墙不应小于370mm,内墙不应小于240mm。

5.2.5 房屋的局部尺寸

限制房屋墙体和门窗洞口的尺寸是为了满足墙体抗剪承载力的要求,目的在于防止因这些部位的破坏而造成整栋房屋的破坏甚至倒塌。生土结构房屋的局部尺寸应符合表5.2的规定。

表5.2 6度区生土结构房屋局部尺寸限值

5.2.6 屋面及基础

单坡屋面结构不对称,房屋前后高差大,地震时前后墙的惯性力相差较大,高墙易先破坏引起屋盖塌落或房屋的倒塌,所以生土结构房屋宜优先采用双坡屋顶,不宜采用单坡屋面;坡屋顶的坡度不宜大于30°;屋面宜采用轻型材料,如草、瓦屋面等。

檩条是屋面主要的水平承重构件,应具有一定的强度和刚度,因此对其截面尺寸做出规定,檩条的小头直径不宜小于120mm。

生土墙应采用毛石、片石、凿开的卵石、混凝土实心砖或灰土(三合土)基础,基础墙应采用混合砂浆或水泥砂浆砌筑。

5.3 抗震实用技术

5.3.1 构造柱

抗震设防烈度为6度区及以上地区,建议在夯土建筑外墙四角、纵横墙交接处设置构造柱(图5.1)。当夯土墙体过长时,也应该适当设置构造柱。构造柱通常采用的木柱,其最小直径应不小于120mm;当木材缺乏时,可用竹柱代替木柱但宜适当加密。

图5.1 预埋构造柱

砌筑基础时,在预埋构造柱的位置预留孔洞,预留孔洞直径应大于木柱或竹柱直径50~80mm,深度应不小于200mm。待基础砌筑完成将构造柱植入孔内,用水泥砂浆密封崁固,并且要保证其垂直度偏差在30mm以内。构造柱木材或竹材埋置前必须进行防腐处理,可采用微火轻烧、涂刷青油或沥青等方法。土墙夯筑的过程中直接将构造柱夯在墙体内部组成墙体的一部分,与夯土墙共同承担上部负载。

5.3.2 圈梁

圈梁能增强房屋的整体性,提高房屋的抗震能力,是抗震的有效措施,生土结构房屋应在下列位置设置配筋砖圈梁、配筋砂浆带或木圈梁:

(1)基础顶面和各层墙顶标高处应分别设一道配筋砖圈梁或木圈梁;

(2)夯土墙夯筑上部墙体时易造成下面的钢筋砖圈梁或配筋砂浆带的损坏,因此,夯土墙体宜使用木圈梁,仅在基础和屋盖处可使用钢筋砖圈梁,土坯墙宜采用配筋砖圈梁或木圈梁。

土木结构房屋钢筋砖圈梁、配筋砂浆带和木圈梁应符合下列要求:

①配筋砖圈梁和配筋砂浆带的砂浆强度等级:抗震设防裂度为6、7度时不应低于M5,抗震设防裂度为8、9度时不应低于M7.5;

②抗震设防裂度为6度区,配筋砖圈梁和配筋砂浆带的纵向钢筋配置不应小于26;

③配筋砖圈梁的砂浆层厚度不宜小于20mm;

④配筋砂浆带厚度不应小于50mm;

⑤木圈梁的截面尺寸不应小于(高×宽)60mm×120mm。

5.3.3 墙体拉结

当抗震设防烈度为6~8度时,沿墙高每两板或每500mm左右应通长设置至少一层水平拉结网片(由毛竹、竹条、铁丝、荆棘条等编制),如图5.2所示,每层竹条应不小于三根,门窗洞口处可适当加密,且拉结筋在纵横墙交接处应相互搭接,并用铁丝绑扎。

生土墙应在纵横墙交接处沿高度每500mm左右设一层荆条、竹片、树条等拉结材料,以加强转角处和内外墙交接处墙体的连接,约束该部位墙体,提高墙体的整体性,减轻地震时的破坏。每边伸入墙体应不小于1 000mm或至门窗洞边,拉结材料在相交处应绑扎,若墙中有木桩,拉结材料与木柱之间应采用8号铅丝连接。

为了提高生土墙体的水平抗剪性能,应在每两板生土墙上下层接缝处设置短木棍、短竹棍等竖向拉结材料即竖向销键。销键深入上下相邻板墙内的深度不应小于150mm,且每相邻两个销键的间距不宜大于1.0m,如图5.3所示。

图5.2 水平拉结筋

图5.3 竖向销键

5.3.4 门窗洞口

土坯及夯土墙体在使用荷载长期压力作用下洞口两侧墙体易向洞口内鼓胀,在门窗洞口边缘采取构造措施,可以约束墙体变形。民间夯土墙房屋建造时在洞边预加拉结材料,可以提高洞边墙体强度和整体性,效果较好。夯土墙门窗洞口两侧宜沿墙体高度每隔500mm加入水平荆条、竹片、树枝等拉结材料。

5.3.5 过梁

生土结构房屋的门窗洞口过梁通常采用木过梁,木过梁截面高度(直径)宜按表5.3的规定采用,木过梁支承处应设置垫木。当一个洞口采用多根木杆组成过梁时,木杆上表面宜采用木板、扒钉、铅丝等将各根木杆连接成整体。

表5.3 木过梁截面尺寸

注:矩形截面木过梁的宽度同墙厚;d为每一根木过梁的直径。

5.3.6 檩条

生土结构房屋通常为硬山搁檩,房屋檩条的设置与构造应符合下列要求:

①檩条支承处应设置不小于400mm×200mm×60mm的木垫板或砖垫,内墙檩条应满搭并用扒钉钉牢,不能满搭时应采用木夹板对接或燕尾扒钉连接。

②檐口处橼条应伸出墙外做挑檐,并应在纵墙墙顶两侧放置檩条。

③硬山搁檩条房屋的端檩应出檐,山墙两侧应采用方木墙揽与檩条连接。

④山尖墙顶宜沿斜面放置木卧梁支撑檩条。

⑤木檩条宜采用8号铅丝与山墙配筋砂浆带或配筋砖圈梁中的预埋件拉结。

5.3.7 支撑与连接

支撑与连接措施是保证生土结构房屋整体性和提高抗震性能的有效措施。生土结构房屋应在下列部位采取支撑与拉结措施:

①在两道承重横墙之间,屋檐高度处设置纵向通长水平系杆,可加强横墙之间的拉结。每道横墙应在屋檐高度处设置不少于三道的纵向通长水平系杆,并在横墙两侧设置墙揽与纵向系杆连接牢固,墙揽可采用方木、角铁等材料。

②生土房屋的振动台试验表明,山尖墙之间或山尖墙和木屋架之间的竖向剪刀撑具有很好的抗震效果,因此两端开间和中间隔开间山尖墙应设置竖向剪刀撑。

③震害调查表明,檩条在山墙上搭接较短或与山墙没有连接,地震时檩条易从墙中拔出,引起屋顶塌落,山墙倒塌。山墙、山尖墙应采用墙揽与木檩条和系杆等屋架构件拉结。

④夯土墙在上下层接缝处应设置木杆、树枝、竹片等竖向拉结材料。

5.3.8 其他

硬山山墙高厚比大于10时应设置扶壁墙垛。墙内设置烟道会削弱墙体,在地震作用下,导致墙体抗震能力不足产生裂缝而破坏,所以烟道不应削弱墙体,应附设在生土墙内侧或外侧的墙垛里并与墙体有效拉结;无连接的高门脸、女儿墙等局部突出部分因在地震中容易首先破坏,塌落伤人或砸坏其他构件,所以不得采用。

5.4 施工要求

5.4.1 土坯墙的砌筑

若砌筑土坯的泥浆黏结强度过低,当砌体受压时,砌体内部发生拉、剪、弯应力,泥浆将先于土坯破坏,导致泥浆的黏结性能基本失效。所以,可在泥浆里加入水泥、石膏、牛马等食草类动物的粪便、杂草或糯米等外加料来提高泥浆的黏结强度,改善土坯砌体的力学性能。土坯墙砌筑泥浆内宜掺入0.5%左右的碎草,泥浆不宜过稀,应随拌随用。泥浆在使用过程中出现泌水现象时,应重新拌和。

土坯墙砌筑应采用错缝卧砌,泥浆应饱满,土坯墙接槎时,应将接槎处的表面清理干净,并填实泥浆,保持泥缝平直。土坯墙体的转角处和交接处同时咬槎砌筑,这对保证墙体整体性能有很大作用。对不能同时砌筑而又必须留置的临时间断处,应砌成斜槎。

土坯墙在砌筑时应采用挤浆法、铺砌法,不得采用灌浆法。严禁使用碎砖石填充土坯墙的缝隙。

泥缝横平竖直关系到墙体的质量和美观。水平泥缝厚度过薄或过厚,都会降低墙体强度,应为12~18mm。土坯的大小、厚薄应均匀,墙体拐角和纵横墙交接处应采取拉结措施。

考虑施工的方便和防止刚砌好的墙体变形和倒塌,临时间断处的高度差宜不超过一步脚手架的高度,每天砌筑高度不宜超过1.2m。

5.4.2 夯土墙的夯筑

夯土墙体作为夯土建筑的主要承重及围护构件,其质量好坏直接影响着整个建筑物的安全性、耐久性以及抗震能力。夯土墙每层夯筑虚铺厚度不应大于300mm,每层夯击不得少于3遍,使其既能满足该层的压密条件,又能防止破坏下层结构,以求达到最佳夯筑效果。竖向通缝严重影响墙体的整体性,夯土墙应分层交错夯筑,夯筑应均匀密实,不应出现竖向通缝。纵横墙应同时咬槎夯筑,不能同时夯筑时应留踏步槎。

墙体施工工序包括模板支模、土料入模、土墙夯筑、墙体养护、拆模养护及修补等工序。

(1)模板支护

我国乡村建房一直使用分段手提式活动木模板,由两块木墙板(长1 500mm左右,宽300~450mm,厚40mm左右)、一块挡板、两根夹签和两个箍头组成(图5.4)。

图5.4 组装前后的模板

木模板的材料选用和架设应注意以下几个方面的因素:第一,模板选材应具有足够的刚度、强度及稳定性,保证其在夯筑过程中能有效地承受夯土材料的侧压力,不发生变形;第二,所选模板应安装快捷、拆卸方便,在架设之前应注意检查与维修;第三,模板的侧模架设应使重锤吊线、端板中线与墙中心线三线重合。

(2)土料入模

将准备好的夯土材料倒入模板内部(图5.5),要求土料每层虚铺厚度不宜大于300mm,应平铺但边角部位可稍稍加厚。

(3)土墙夯筑

土墙夯筑是夯土建筑建造过程中最重要的工序,是影响整个建筑物生命安全最主要的因素之一,故应注意以下几点内容:

①落锤夯击模板内土料应按梅花形落锤,夯点应保持连续不漏夯,且每层夯击不应少于3遍(图5.6),将虚铺300mm左右的土料夯至120~150mm为止;

图5.5 土料入模

图5.6 夯击土料

②夯击土料时先用圆形夯锤夯击模板中部的土料,再用方形夯锤夯击模板边缘部位;

③土墙夯筑时,每上下相邻两版之间应交错夯筑避免出现竖向通缝,纵横墙宜同时咬槎夯筑,否则应留踏步槎,踏步槎的长度宜大于墙体厚度;

④要严格控制夯土墙体的夯筑进度,日夯筑高度不应超过三板(约1m)。

(4)拆模养护

墙体夯筑完成,养护条件对其受力性能有较大影响,养护不当可能会因失水过多导致出现干缩裂缝,甚至沿墙高可能会出现贯通裂缝严重影响墙体的承载力和耐久性。所以,建议夯土墙体养护过程中应注意以下几点:

图5.7 拆模养护

①墙体夯筑完成不应立即拆模,应至少保持3d;

②拆模后宜用塑料薄膜、草席或稻草等其他材料覆盖夯土墙以避免阳光直射造成其失水过快(图5.7);

③养护过程中,尽量保持其最佳养护条件:相对湿度不小于60%,温度约25℃左右,若遇空气干燥季节应喷洒少量水。

(5)墙面修护

夯土墙侧模板拆除后,如发现墙面不平整或出现疏松麻面的情况应立即进行局部修复工作。墙面用木板拍实,对墙角的孔洞应采用夯土材料塞住表面用湿度较大的黏泥密封,对于上下左右墙面的连接缝也应用湿泥封堵严密。

墙体夯完后,宜用树叶、塑料膜等覆盖做适当短期养护,防止土中水分过快蒸发造成墙体开裂严重和减少裂缝,提高墙体的整体性。

生土墙体防潮性差,下部受雨水侵蚀会削弱墙体截面,降低墙体的承载力,在室外做散水便于迅速排干雨水,避免雨水积聚,散水面层可采用砖、片石及碎石三合土等。

5.4.3 屋面工程

传统的屋顶结构体系主要有三种:土拱屋顶、密梁平屋顶和有檩坡屋顶体系。目前仍被我国乡村广泛采用的为有檩坡层顶体系中硬山搁檩屋顶,本节重点研究硬山搁檩屋顶的建筑构造和施工注意事项,为乡村夯土民居建筑的发展提供参考。

(1)土拱屋顶

土拱屋顶是在夯土墙体上砌筑土坯拱顶,在土坯拱顶上覆土或者不覆土而形成的层顶。由于土坯拱顶体系不稳定、屋顶结构不安全,且耐久性差,因此现在新建夯土民居已很少采用。

(2)密梁平屋顶

密梁平屋顶是在有地圈梁和顶圈梁的夯土建筑上采用,墙体内有构造柱支撑,屋顶为许多密置小梁,小梁上再密铺小椽条,小椽条上做草泥屋面。这种屋顶的传力路径为:草泥层面→小椽条→小梁→圈梁→木柱→基础→地基。这种屋面体系大多出现在干旱少雨的西北地区,屋顶的草泥层既可保温又可防水,是很好的保温隔热廉价材料,但是这种屋顶也存在一些不足。顶层的草泥长年累月受风吹日晒雨淋渐渐被侵蚀殆尽,而且较容易出现干缩裂缝,影响屋顶原有的功能。因此,要想维持草泥屋顶环保节能又廉价的优点,每年必须对其维修加泥。然而,如此年复一年屋面荷载越来越大,又不利于夯土民居屋顶结构的安全,所以密梁平屋顶体系现在也较少被采用。

(3)有檩坡屋顶

有檩坡屋顶是指在山尖墙的木卧梁上或直接在山墙上放置檩条,再将椽条放在檩条上,然后在木椽上铺竹帘、柳笆、芨芨草、玉米秸秆等植被纤维材料,其上再糊一层厚度约50~100mm草泥或素泥将纤维材料密封住,泥土上再加小青瓦或挂瓦等。这种屋顶的传力路径为:小青瓦或挂瓦→草泥层→椽条→檀条→木卧梁→山墙或木构造柱→基础→地基。

目前硬山搁檩屋顶仍然被在建乡村民居所广泛采用,夯土结构建筑推荐采用双坡硬山搁檩屋顶。屋顶坡度根据当地气候气象所定,若年降雨量多且风力较小坡度可适当增大;若年降雨量少且风级较高则坡度应减小,一般南方屋顶坡度稍大,北方屋顶相对较小,但是各地区均不得大于30°。

屋顶施工过程要注意采取一定措施使得屋盖自身与山墙能够可靠连接成一个整体,同时也应注意屋顶各局部细部构造措施,以提高房屋整体的抗震性能。硬山搁檩屋顶的具体构造及相关尺寸要求如下:

①山墙顶斜面在夯筑过程中宜预留凹槽放置木卧梁以支撑檩条,屋架承重檩条的间距不应大于1.2m,檩条稍径要求不小于120mm;

②檩条支承处建议设置不小于200mm×400mm×60mm的木垫板或砖垫(图5.8),否则墙体易产生局部负载造成墙体裂缝;

③檩条上密铺木椽的间距建议控制在150~200mm之间;

④当内墙上檩条长度不足需要搭接时,应满搭并用扒钉钉牢,若不能满搭时必须采用木夹板对接或燕尾榫、扒钉连接;

⑤为了防止墙体受雨水冲刷淋蚀,屋顶的木檩条应伸出墙外形成挑檐,挑出尺寸不宜小于500mm,并应在纵墙墙顶两侧设置扒钉,将墙顶木卧梁与椽条可靠连接;端檩也应出挑,挑出尺寸不宜小于500mm,山墙两侧应采用方木墙揽与檩条连接(图5.9)。

图5.8 檩条支承(砖垫)

图5.9 方木墙揽与檩条连接(mm)

5.4.4 门窗安装

(1)门窗洞口尺寸

门窗的开洞大小直接影响夯土墙的抗震能力和承载能力,其尺寸大小和所处位置还影响到室内的通风与采光,因此门窗的尺寸要符合以下要求:

①抗震设防烈度6度区的窗洞宽度不宜大于1.5m;7度区及以上地区的夯土墙建议开竖窗,宽度不应大于1.2m,窗洞高度为宽度1.5倍以上;

②正门宽度不宜大于1.5m,偏门洞口宽度不应大于1.0m;

③要求门窗洞口顶面以上夯土墙的高度小于0.4m,且不应小于一板墙的高度;

④承重夯土墙体原则上建议不开设门窗洞口,对于必须开洞的承重墙体门窗开洞的总面积不能超过墙体总面积的20%,且必须采用竖窗形式;

⑤若夯土墙体为素土夯筑而非改性夯土,承重墙门窗开洞总长度应小于墙体总长的1/3;若为改性夯土承重墙,可根据实际情况适当加大开洞长度和面积。

(2)门窗洞口过梁

门窗的施工因夯土材料自身性能的限制,根据传统夯土民居的建造经验和参照其他建筑形式相关的施工验收技术规范,应在门窗洞口位置增加过梁,避免门窗因上部结构负载引起变形。其尺寸和位置如下:

①过梁材料要求其延性和夯土材料相当,故优选木材,木材匮乏时可用竹材,尽量避免用砖过梁或钢筋混凝土过梁。

②木过梁宽度应与夯土墙的厚度相同。当洞口小于等于1.2 m时,过梁截面高度不应小于90mm;当洞口大于1.2m时,过梁截面高度不宜小于120mm。若过梁为圆木则其稍径应不小于120mm。

③木过梁两侧深入墙体的长度应大于夯土墙的厚度。

④若同一洞口采用多根木杆、竹竿拼成过梁,则应采用扒钉、铅丝、钢丝等将其捆扎牢固。

⑤门窗洞口两侧宜设木柱(板),且沿墙体高度每300mm设置一道水平拉结筋(如荆条、竹片、毛竹、树枝等),确保门窗洞口受力不变形。

(3)门窗洞口安装

传统夯土民居门窗的设置与安装有两种施工工艺:预埋门窗套和“先夯墙后凿洞”。门窗洞口的宽度在600mm以上的,开凿洞口面积过大,开凿过程中会影响墙体的整体性和稳定性,所以建议在夯筑土墙的过程中按上述尺寸和位置要求预埋门窗套,直接夯筑成形。对于门窗洞口面积较小,宽度小于600mm的,可以采用“先夯墙再凿洞”的工艺,开凿时夯土墙体强度必须已经达到设计要求。

5.4.5 装饰装修

我国夯土建筑正逐渐走向消亡,除了结构性缺陷以外,可装饰性差也是主要原因之一。随着改革开放不断深入,乡村人民的生活水平得到了极大提高,改善居住环境也是他们的主要目标。虽然传统夯土墙具有“室内小气候”的生态调节功能,但其表层易脱落造成夯土建筑室内极易积灰,同时室内地面遇水后易成“稀泥”状,所以广大夯土住宅正在慢慢地被其他结构形式的住宅代替。基于上述夯土民居的装饰性差的缺点,在此提供几种操作简易、廉价实用的低能耗装饰方法。

(1)墙体面层装饰

夯土民居的墙面装饰材料的选用首先要考虑墙体本身的“呼吸功能”,要求所选饰面材料也应有相应功能,否则将会大大降低生土墙体的吸湿调湿作用。推荐采用以下两种途径进行墙体装饰。

①天然草泥装饰

图5.10 天然草泥墙面

天然草泥墙面,即不做外粉刷的墙面(图5.10),这种饰面有两种做法。一是待土墙夯筑完后立即喷水压光,对于有缺失的局部墙体可先找平再压光,保证墙面平整、美观。二是土墙夯筑完成达到一定强度后,用砌刀或其他工具在夯土墙体外表面纵横划满沟槽喷水湿润,然后再将准备好的长草泥用力甩向墙体使长草泥与墙体密切连接在一起,而后再用腻子刀找平。草泥层可以作为墙面的保护层,逐年修复确保夯土墙体不受破坏。

这种装饰修面方法保留了夯土墙体的天然质感,具有物美价廉,返璞归真的乡土诗意。

②石灰抹灰装饰

早在夏朝就有《周礼·考工记》记载采用天然石灰装饰夯土墙体的施工技术,宋朝时据《法式》记载这项技术已经非常成熟。夯土墙体夯筑完成后,采用上述草泥法完成找平层,待草泥找平层养护干燥后将准备好的消石灰分层均匀地抹在找平层上,严禁一次抹灰过厚,否则抹灰层易引起干缩裂缝,而且易形成空鼓,容易导致脱落影响美观。消石灰面层随着时间增长表层硬度会越来越大,主要是因为消石灰和空气中的二氧化碳反应最终形成碳酸钙。推荐选用石灰装饰还因为这种面层也具有调节室内空气湿度的作用,当室内空气过湿时,碳酸钙可以吸收部分水分转化成碳酸氢钙;反之,当空气过于干燥时,碳酸氢钙会释放出水分再次转化成碳酸钙。这种装饰面层墙面白净,完全让人们忽略了墙体的土质建材,给人们提供了干净、光亮、舒适的生活空间(图5.11,图5.12)。

图5.11 室外石灰面层装饰

5.12 室内石灰面层装饰、石材地板

(2)楼地面的装饰

夯土建筑的地面绝大多数采用砖、石平铺,这种方法不仅操作极为简单,而且给人以质朴、敦厚的感觉,粗犷中彰显朴素之美(图5.13)。

图5.13 砖地板

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