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《长安大学》 2013年
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村镇生土结构房屋抗震性能研究

卜永红  
【摘要】:生土结构建筑是中国传统建筑中的一个重要组成部分,其主要优势为就地取材、造价低廉、技术简单、绿色环保、保温与隔热性能优越、可降解再生、建造过程低耗能且无污染等,因而在我国西部农村地区大量存在。但生土结构房屋的抗震性能问题成为一个制约其存在和发展的主要困难。本文围绕中国村镇生土结构房屋的抗震性能,从村镇房屋调研、生土结构土料的物理与力学性能测试、生土结构房屋主要受力构件—承重墙体的抗震性能试验、生土结构承重墙体承载力计算方法与恢复力模型、生土结构房屋的建造工艺和具体构造措施等展开系列研究。主要工作和成果如下: 1.对村镇生土结构房屋所用土料的物理与力学性能进行了试验研究,获得了生土结构所用土料的物理性能指标,得到了土体强度的力学性能参数取值和取值方法,为村镇生土结构房屋抗震性能研究提供基础数据。 2.对村镇生土结构房屋的主要受力构件—承重生土墙体的抗震性能进行了系列试验研究。对14个生土结构墙体试件进行了低周往复水平荷载作用下的拟静力试验,研究和分析采用不同构造措施及夯筑方法建造的生土结构房屋承重墙体在地震荷载作用下的破坏过程、破坏形态、滞回曲线和骨架曲线的特征、墙体的水平承载力和变形能力、耗能性能、强度及刚度退化等。试验研究表明,与传统生土墙体相比,针对生土墙体提出的内置绳网、加木构造柱木圈梁框架等新的构造措施、夯筑方法及加固方法均能在不同程度上提高承重生土墙体的抗震性能。 3.在生土结构房屋承重墙体抗震性能试验研究的基础上,分析了承重墙体的破坏机理,对其抗剪承载力计算方法进行了研究,在此基础上建立了承重墙体水平抗剪承载力计算公式。 4.基于试验数据拟合了生土结构房屋承重墙体在低周往复水平荷载作用下的无量纲化骨架曲线,得到了简化三线型模型的基本参数;采用理论分析及试验回归的方法得到了骨架曲线的计算公式;根据试件的滞回规则,构建了生土结构房屋承重墙体的恢复力模型。 5.在本文生土结构房屋承重墙体试验研究的基础上,将生土结构房屋承重墙体结构的性能划分为使用良好、暂时使用、生命安全和接近倒塌四个水平,给出了承重墙体结构在四个性能水平极限状态的容许变形值(层间位移角参考限值),并给出了原型墙体在各性能水平单位墙宽抗剪承载力参考值。 6.在总结村镇生土结构住宅抗震方面的科研成果和工程经验的基础上,从材料选择、结构体系、基础、墙体、屋盖系统几个方面给出了村镇生土结构房屋详细的抗震构造建议和建造指导,为村镇生土结构房屋的建造提供技术支持。 本文的研究,既可为补充和完善相关规范、规程、行业标准及进一步研究提供参考,又可为村镇生土结构房屋的新建和加固改造提供经济可行、科学合理的实用技术。
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TU361;TU352.11

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【参考文献】
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