豫中傳統(tǒng)墻體承重磚木房屋結構性能研究.pdf

1、傳統(tǒng)墻體承重磚木結構房屋是指墻體由磚材砌筑，前后檐墻直接承托屋架大托，山墻直接承托檁條，四面墻體都承重，而且樓蓋和屋蓋是由木構件組成的房屋。傳統(tǒng)墻體承重磚木結構房屋作為傳統(tǒng)民居中主要的結構形式之一，在現(xiàn)存?zhèn)鹘y(tǒng)磚木結構房屋當中占據(jù)較高的比例。在豫中地區(qū)，傳統(tǒng)墻體承重類磚木結構房屋以其易就地取材、建造技術簡單、造價低廉等備受民眾青睞，存量相當豐富，為廣大民眾所繼續(xù)使用。
　　然而現(xiàn)存?zhèn)鹘y(tǒng)磚木結構房屋由于建造年代久遠，維護修繕不當，加之

2、房屋建造時受技術條件限制沒有考慮抗震或其他防災因素，存在嚴重的安全隱患。多次地震災害表明，傳統(tǒng)磚木結構房屋的抗震性能較差，一定程度上講，帶病狀態(tài)下的傳統(tǒng)磚木結構房屋，在地震作用下可能會產(chǎn)生更為嚴重的危害。近年來，業(yè)界對城市住宅的結構安全和抗震性能已開展了多方的研究，但是對傳統(tǒng)磚木結構房屋的結構及抗震性能研究涉足甚少。因此，開展傳統(tǒng)墻體承重磚木房屋結構及抗震性能的研究，有著積極的工程實際意義。
　　在國家“十二五”科技支撐計劃課題（

3、課題編號:2013BAL01B04）支持下，本文主要做了以下幾個方面的研究工作:
　　(1)通過實地調研，獲得了傳統(tǒng)墻體承重磚木結構房屋的平面、立面及主要構件細部尺寸，總結歸納了房屋建筑材料的傳統(tǒng)選用習慣、主要構件連接構造做法，為數(shù)值仿真分析模型中相關參數(shù)的選取及構件之間連接模擬提供依據(jù)。對房屋主要部位構造做法進行了系統(tǒng)闡述，簡要分析了房屋結構特點，為進一步結構性能分析及提出改進結構構造方案奠定了基礎。
　　(2)由于傳統(tǒng)墻

4、體獨立承重房屋自重較大，起主要控制作用，并考慮了樓面及屋蓋活荷載的作用，本文對房屋進行重力作用下的受力與變形分析。從房屋結構整體來看，縱橫墻連接處的頂部及橫梁下的墻體的應力水平較高，是結構的薄弱部位。在針對此類房屋進行建造、維修及加固時，應采取必要的構造措施，以提升房屋的結構性能。
　　(3)通過模態(tài)分析，獲得了結構的動力參數(shù)和振型特征。分析結果表明:結構整體橫向剛度比房屋縱向剛度弱，這主要和傳統(tǒng)墻體承重體系房屋不設置內橫墻有關;

5、受山墻頂部截面積減小及屋頂質量大等因素的影響，第二階振型主要表現(xiàn)為山尖部分的平面外位移。結構的前兩階振型對房屋的動力反應起主要控制作用。相關模態(tài)分析結果為進一步進行地震反應分析提供數(shù)據(jù)支持。
　　(4)為了探討房屋結構的地震反應，分別進行了縱向及橫向多遇地震作用下的受力變形分析。分析結果表明:縱向地震作用下，山尖頂部發(fā)生變形集中現(xiàn)象;在橫向地震作用下，縱墻頂部發(fā)生平面外彎曲變形;縱橫墻連接處的頂部、縱墻頂部的中間區(qū)域及前縱墻門洞口