臨時(shí)安置房建造實(shí)驗(yàn)

臨時(shí)安置房建造實(shí)驗(yàn)

臨時(shí)房屋通常有板房和帳篷等形式。5·12地震后,部分災(zāi)區(qū)道路堵塞,大型運(yùn)輸車(chē)不能通行,加上原材料價(jià)格上漲,臨時(shí)板房的造價(jià)甚至超過(guò)原永久性住房,其混凝土地基還會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)用地造成永久性毀壞。而帳篷的居住環(huán)境惡劣,夏季室內(nèi)氣溫可達(dá)40℃。為了給災(zāi)民提供舒適、低價(jià)、環(huán)保并能使用2～5年的居住空間,我們?cè)O(shè)計(jì)了就地取材的臨時(shí)安置房,并以簡(jiǎn)化建造工序?yàn)樵瓌t,方便災(zāi)民自建(表1)。一增加了道路和沙,土壤和水泥等基地土壤條件,確保了居住舒適臨時(shí)安置房為3.6m×3.6m的單層小屋?；緲?gòu)造由三部分組成:竹結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)管袋圍合、草屋頂。承重構(gòu)架采用當(dāng)?shù)爻Ｒ?jiàn)的竹子,屋頂采用稻草,以避免災(zāi)民對(duì)重型結(jié)構(gòu)的恐懼心理。墻體采用長(zhǎng)管袋(編織袋)裝泥土、沙以及磚石廢料,圍合成2m高的外圍護(hù)結(jié)構(gòu),不僅施工快,還能提高消防和熱工性能。事實(shí)上竹構(gòu)架、草屋頂搭建完成之后,周邊用彩條布圍合,已經(jīng)可以作為臨時(shí)安置房使用,而添加長(zhǎng)管袋裝泥土可使居住更為舒適(圖1)。為了驗(yàn)證和推敲方案,以大四學(xué)生為主的志愿者進(jìn)行了實(shí)物建造實(shí)驗(yàn)?？紤]到學(xué)生的安全未能前往災(zāi)區(qū),只得在學(xué)院的后院搭建。因?yàn)槭窃诔鞘薪ㄔ?竹子、稻草包括泥巴都得花錢(qián)購(gòu)買(mǎi),又只有2000元經(jīng)費(fèi),這對(duì)建造者來(lái)說(shuō)也是一個(gè)挑戰(zhàn)。從買(mǎi)材料開(kāi)始,我們一邊建造一邊修改設(shè)計(jì),到建造完成一共用了兩個(gè)星期(圖2)。二項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)1準(zhǔn)備前哨(1)外交部(2)建材加工和研磨現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí),每戶都有設(shè)計(jì)圖,并為擴(kuò)建提供可能性。戶主和協(xié)同建造者也可隨時(shí)調(diào)整構(gòu)件的尺寸。建材加工一定要注意節(jié)點(diǎn)特征和尺寸,特別是柱頭處理。加工時(shí)在竹子兩端下面各置一條長(zhǎng)凳就可方便施工?？上蠕彸鲆桓容^直的標(biāo)準(zhǔn)桿,余下的再與標(biāo)準(zhǔn)桿比對(duì)著鋸。應(yīng)使用小鋼鋸進(jìn)行建材加工,操作空間小且鋸口截面平整密實(shí)。竹篾可請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)的人進(jìn)行加工,先削平竹節(jié),以利于后面的編制工序。(3)下墊草的鋪設(shè)稻草捆扎。最好用晚芯草,捆扎前先將草整理齊,捆扎位置大約在稻草束的1/3處,這也是鋪屋頂時(shí)固定稻草的位置。一捆稻草約0.8～1m,尾部直徑約15～20cm(圖4)?？蓪⑺械静菔壴梢慌?方便屋頂?shù)匿佋O(shè)。加工后剩余的竹子及一些邊角料不要扔掉,還可用來(lái)制作家具或裝飾品。用剩的稻草可以與泥和在一起糊墻。2建筑面積(1)地基充填材料在柱腳處挖直徑50cm、深50cm的坑?？拥滋?0cm石塊、泥土和石灰,柱腳深度為40cm。石塊用來(lái)加固地基(也可用碎磚塊),泥土起粘結(jié)作用,石灰可防蟲(chóng)侵蝕,三者比例約為2:1:1。挖掘出的土堆放在8個(gè)坑之間的空地,以免來(lái)回走動(dòng)將土踩實(shí),影響回填。(2)人字梯框架豎立框架前準(zhǔn)備4組竹叉(框架左右兩側(cè)各一組),每組2根竹子,叉住中柱和頂部橫向竹竿連接處,為單榀框架提供輔助支撐。搭建現(xiàn)場(chǎng)需要用到2m高左右的人字梯。豎框架時(shí)可直接推拉。為安全起見(jiàn),在框架兩側(cè)各系3根繩子,每個(gè)柱子正向系2根,反向系1根,防止框架向受拉方向傾倒。豎立過(guò)程中一邊拉繩子,一邊松繩子,控制力道。大致垂直后,用竹叉固定住(圖7)。在框架與地梁連接處和地梁3.6m的始末位置上做標(biāo)記,以保證梁柱搭接準(zhǔn)確,框架不歪。(3)整理土地(4)短竹子綁扎梁架梁時(shí),梁兩邊各有一個(gè)人操作,梁被柱頭卡住時(shí),可用短竹子扳開(kāi)柱頭。在綁扎梁的作業(yè)中采用十字綁,綁扎處至少需要2匝鐵絲(圖8)。最后將斜撐在南北兩向按圖紙綁好,再把屋頂斜撐以及正脊彎矩最大處的8個(gè)支撐綁好。(5)屋頂?shù)纳a(chǎn)(6)新材料使用與網(wǎng)絡(luò)覆蓋因受材料的限制,墻體建造未能完成。我們聯(lián)系了多個(gè)生產(chǎn)編織袋的廠家,開(kāi)始都非常熱心,但聽(tīng)說(shuō)要用新料,就沒(méi)下文了。通常的編織袋都使用老材料,壽命短;新材料雖然貴不了多少,但機(jī)器一開(kāi)就要做10000m,而本方案只需300m。不過(guò),竹構(gòu)架、草屋頂完成之后,在周邊用彩條布圍合,已經(jīng)可作臨時(shí)安置房使用。時(shí)間充裕的話,可采用草土墻做法。另外,還可在墻體中插入酒瓶增加采光。3后期維護(hù)(1)家具的材料(2)擴(kuò)建三斜撐破壞引起的節(jié)點(diǎn)破碎臨時(shí)安置房在無(wú)人維護(hù)的情況下堅(jiān)持了兩年半,2010年底的大雪導(dǎo)致側(cè)向失穩(wěn)而傾覆。倒塌原因分析如下:④竹柱子和地面交界處腐爛導(dǎo)致折斷;②)2榀框架的斜撐被人為破壞,導(dǎo)致立柱長(zhǎng)度變大而失穩(wěn)(圖12);③框架中間最高的立柱與托梁的交接處綁扎點(diǎn)脆弱,立柱折斷(圖13),用竹量太少導(dǎo)致柱子彎曲損壞(圖14);④竹材未穿孔,僅用鐵絲綁扎,導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)處出現(xiàn)滑動(dòng)(圖15),加大了側(cè)傾可能性;⑤屋頂斜撐用單根竹材顯得韌性有余而剛度不足(圖16)。2不同斜撐材料對(duì)斜撐密度的影響針對(duì)坍塌分析,提出以下改善辦法:①對(duì)立柱端部埋入地下部分做著重防腐處理,可用水漂法、化學(xué)藥物浸漬法、布茨雷(Boucherie)法等;②增強(qiáng)斜撐強(qiáng)度。將原有每榀框架的斜撐竹材由2根增加到4根,以增加強(qiáng)度(圖17);③增加框架中間最高立柱的竹材根數(shù)以增強(qiáng)框架剛度;④對(duì)于關(guān)鍵部位的節(jié)點(diǎn)改用金屬構(gòu)件連接(圖18)。1頂設(shè)頂蓋設(shè)計(jì)方案。根據(jù)初下設(shè)放線的尺寸,分將家具框架結(jié)合結(jié)構(gòu)制作,不僅能增加儲(chǔ)物空間,還可加固結(jié)構(gòu)。竹蔑或木板做的夾層板在墻體做好后擱置在家具框架上。住戶可根據(jù)自家需求制作家具和門(mén)窗等。對(duì)于活動(dòng)室、教室、衛(wèi)生所等較大空間,可使用組建、擴(kuò)建的單坡方案(圖11)。單坡在建造過(guò)程中施工事項(xiàng)可參考雙坡方案進(jìn)行調(diào)整。單坡面積較大時(shí)要考慮風(fēng)壓由下向上的破壞作用。為節(jié)省交通耗費(fèi)應(yīng)盡量就地取材,如竹子、竹篾、稻草、粘泥、石塊等,都是在當(dāng)?shù)孛赓M(fèi)可得的“土”材料。需運(yùn)輸?shù)牟牧蟿t選擇鐵絲、編織袋、塑料薄膜等尺寸小、重量輕、方便運(yùn)輸?shù)能浶圆牧?。編織袋需要特殊定?最好以村為單位提前定制。施工前需要對(duì)建材進(jìn)行防腐防潮處理:將竹子浸泡于石灰水中48h,再攤開(kāi)晾干。稻草也要用硫酸銅(CuSO4)溶液浸泡或噴灑。加工好的構(gòu)件可預(yù)先綁扎。角柱用9根竹子捆為1束,先將3根綁成1捆,再將3捆綁成1束。根據(jù)竹子頭尾的粗細(xì)不同,應(yīng)兩尾一頭或兩頭一尾錯(cuò)排綁扎,以確保柱子端頭、柱身、端尾的截面尺寸盡量一致(圖3)。各邊中柱由4根竹子捆綁而成,也要采用頭尾錯(cuò)開(kāi)的捆扎方式,可以先將2根綁成1捆,再在其兩側(cè)各綁1根。鐵絲采用16號(hào),容易加工。每根柱子有6個(gè)捆扎位置,一個(gè)位置捆2～3匝鐵絲。先平整出一塊4m×4m的場(chǎng)地再放線:挑選5根較直的竹子,將其中4根的3.6m始末處及中間位置做好標(biāo)記,另一根標(biāo)記5m始末處(5m為邊長(zhǎng)3.6m正方形的斜邊長(zhǎng)度)。4根3.6m的竹竿圍成一個(gè)正方形,用另一根標(biāo)記有5m的竹竿作為三角形斜邊來(lái)調(diào)整正方形,保證放線的精確。在柱腳處用石灰做出標(biāo)記(圖5)。按照?qǐng)D紙?jiān)诘孛嫦冉壓每蚣?在東西兩榀框架的中柱和斜撐內(nèi)外兩側(cè)各加一根5m的竹子形成中柱。在柱子底部向上包約70cm塑料膜,防止埋入地下部分被腐蝕。如在膜中包些稻草、泥土以及石灰或者碎碳,防腐效果會(huì)更好(圖6)。按圖紙的步驟施工:先平整地坪,最底層是裝大石塊或磚塊的編織袋,袋中裝些石灰,防止生蟲(chóng)和受潮,中間一層是裝碎石塊,再鋪一層裝泥土,最后用土找平。如沒(méi)有編織袋,可先鋪大石塊一層,再鋪小石塊一層,最后夯土一層。整理地坪后用地梁將東西2榀框架、南北2根中柱聯(lián)系起來(lái)。地坪要鋪到地梁外0.8～1m,這樣可以提供室外儲(chǔ)物場(chǎng)所。用兩根竹子并排綁扎成橫梁,若竹子的直徑小于2cm,可并排捆3～4根。橫梁準(zhǔn)備好后,在和柱子搭接的位置做標(biāo)記,保證架設(shè)后框架不歪斜。原計(jì)劃先將屋頂分兩片分別編制綁扎完后,再安裝,避免爬屋頂鋪稻草,以確保安全?？杉茉O(shè)屋頂時(shí)發(fā)現(xiàn),鋪好稻草后屋頂過(guò)重,難以架設(shè),不得不租用災(zāi)區(qū)可能沒(méi)有的鋼制腳手架(圖9)。因此我們改進(jìn)了屋頂架設(shè)步驟:①按圖紙綁扎好屋頂?shù)闹窨蚣芎?將竹篾以先橫排再縱向穿插的方式編制在框架上(圖10),此步驟可在構(gòu)件捆扎時(shí)完成。②上屋頂作業(yè)前,先測(cè)試屋頂?shù)膹?qiáng)度可否上人,若有竹子開(kāi)裂,則須進(jìn)行加固,屋檐稻草的扎接要在腳手架或人字梯上進(jìn)行。③把稻草堆放在室內(nèi)地坪,如有人摔下可緩沖,防止受傷。雨天不可進(jìn)行屋頂作業(yè)。④所有屋頂構(gòu)件都要標(biāo)記好需固定的位置,保證施工精確。條件允許可以兩片屋頂同時(shí)作業(yè),但要避免大量人員上屋頂。⑤先架設(shè)兩片屋架,再鋪稻草。稻草由下至上鋪設(shè),上層和下層部分重疊,并固定在竹桿上。⑥鋪完一層稻草后,可加鋪橫向的竹篾,不僅可穩(wěn)固前一層稻草,還為第二層稻草提供綁扎位置。臨近的稻草要靠緊,上下層稻草束錯(cuò)縫鋪。屋脊處用稻草束鋪滿。⑦鋪完稻草后,將伸出屋頂?shù)闹駱?gòu)件用塑料膜包一層以防雨水滲進(jìn),然后