黃土地區(qū)窯洞建筑中結構穩(wěn)定性的研究.pdf

1、隨著可持續(xù)發(fā)展和綠色建筑理念的興起,窯洞建筑又重新得到了社會的認可和重視。窯洞建筑是一種冬暖夏涼、綠色、環(huán)保、無污染、低能耗的建筑形式。它的的推廣、應用對于解決我國當前能源、環(huán)境問題,都具有重大的現實意義。
　　本文以黃土靠崖式窯洞為主要研究對象。在對窯洞建筑體系進行理論分析的基礎上,對它的歷史沿革、地域分布、建造分類等方面進行了歸納總結,并針對陜北、山西等地現有窯洞建筑的狀況進行了實地調研,采用了問卷調查和實地測量相結合的方法,

2、對窯洞的存在形式、結構破壞規(guī)律和室內熱環(huán)境進行了模擬、實測、比對的認真研究,得到了窯洞的三種存在形式和四種災害類型。
　　為了更深入的研究,本文選取山西當地窯洞土質參數和結構尺寸,并利用邁達斯(MIDAS/GTS)軟件建立有限元模型進行分析研究。對窯洞開挖過程、幾何尺寸、埋深和有無襯砌等不同結構狀態(tài)進行模擬計算,從位移場和塑性區(qū)兩方面來分析影響窯洞穩(wěn)定的因素。計算結果表明:①窯洞開挖到窯深1/3時,位移值和最大塑性應變值增量達到全

3、程的50％;窯洞的豎向位移危險點常出現在窯洞底板中部和拱頂,水平位移最大值常出現在窯腿中部兩側;窯洞的塑性區(qū)最早出現在窯洞兩側邊的直壁部分和拱腳區(qū)域,說明它也是窯洞最易破壞的部位。②通過對窯洞幾何尺寸的探討,發(fā)現窯洞跨度和直壁高度的增大,引起位移和最大塑性應變值正比增加,跨度的變化對整個結構穩(wěn)定性至關重要。③窯頂上部的覆土厚度是影響窯洞穩(wěn)定性的重要因素,計算得出它的最大值不應超過8米為佳;而當對窯洞做襯砌處理后,安全性顯著提高,是一種必

4、要的加固措施,應該推廣應用。U n R e g i
　　為了進一步探索窯洞建筑室內熱環(huán)境的優(yōu)劣性。本文以山西子諫村黃土窯洞為例,對它的室內熱環(huán)境進行現場測試比對分析。結果證明:土窯洞的夏季室內空氣溫度在23.9～27.5℃℃之間,滿足《室內空氣質量標準》的規(guī)定22℃～28℃,因而人體的熱舒適感覺良好;而室內相對濕度的變化幅度在60％～75％,超過規(guī)范規(guī)定的45％～65％,濕度偏大,人體感覺陰冷,故提出了去濕的具體改進措施。