生土地坑窯入口門洞的受力變形分析.pdf

1、生土地坑窯是我國一種風格獨特的地下建筑形式，是幾千年以來我國黃土高原地區(qū)人類的智慧和勤勞的結(jié)晶，是我國珍貴的建筑文化遺產(chǎn)，且具有“冬暖夏涼”、保溫隔熱等優(yōu)良的生態(tài)特性，是真正意義上的“綠色低碳建筑”。
　　由于生土地坑窯地上和地下的高差，使得地坑窯民居在出入口的設置上采用了坡道的形式——入口門洞，造就了“見樹不見村，見村不見房，聞聲不見人”的地下村落景觀。
　　入口門洞是連接地坑窯院和塬上地面的唯一樞紐，在生土地坑窯中占據(jù)著

2、舉足輕重的地位，入口門洞的結(jié)構(gòu)特性將會直接影響人們出入地坑窯院，影響窯住居民的生命財產(chǎn)安全。入口門洞空間多變，受力復雜，構(gòu)筑方式獨特，可是到目前為止，對于生土地坑窯入口門洞的結(jié)構(gòu)性能方面的研究還處于空白。針對現(xiàn)有情況，本文開展了生土地坑窯入口門洞的受力變形規(guī)律的研究，并探討了不同影響因素對入口門洞的受力變形性能的影響。
　　本文依托“十二五”國家科技支撐計劃課題——“傳統(tǒng)窯居建筑結(jié)構(gòu)安全性能提升關(guān)鍵技術(shù)研究”（課題編號:2014B

3、AL06B03），以生土地坑窯的入口門洞為研究對象，主要開展了以下工作:
　　(1)本文通過實地調(diào)研歸納總結(jié)了豫西地區(qū)生土地坑窯的入口門洞的主要形式、風水布局、主要構(gòu)成部分、各部分構(gòu)造特點、常見質(zhì)量病害以及入口門洞的主要營造過程。
　　(2)通過對大量調(diào)研數(shù)據(jù)的匯總分析，獲取了生土地坑窯整體計算模型的基本尺寸數(shù)據(jù)，本課題組在三門峽陜縣地區(qū)進行了原狀黃土探井取樣，通過黃土的物理及基本力學性能試驗，獲取了原狀黃土密度、彈性模量、

4、粘聚力和內(nèi)摩擦角等基本參數(shù)，采用有限元數(shù)值軟件建立生土地坑窯的整體有限元模型，計算分析入口門洞的受力變形規(guī)律，找到入口門洞的薄弱部位。
　　(3)為分析過渡空間的覆土厚度對穹頂結(jié)構(gòu)的受力變形影響，建立了過渡空間的上部覆土厚度為1m、1.5m、2m、2.5m的入口門洞，計算并對比分析穹頂結(jié)構(gòu)的受力變形情況，量化分析了過渡空間的覆土厚度對穹頂結(jié)構(gòu)的受力變形影響規(guī)律，最后得出過渡空間的覆土厚度為2～3m是較優(yōu)的選擇。
　　(4)為

5、了分析明暗洞交接處拱頂?shù)母餐梁穸葘Π刀唇Y(jié)構(gòu)的受力變形影響，建立了明暗洞交接處的拱頂覆土厚度為0.5m、1m、1.5m、2m的入口門洞，計算并對比分析暗洞結(jié)構(gòu)的受力變形情況，量化分析了明暗洞交接處的拱頂覆土厚度對暗洞結(jié)構(gòu)的受力變形影響規(guī)律，最后得出明暗洞交接處的合理覆土厚度應大于1m，小于2m。
　　(5)為了分析入口門洞的兩柱體相交角度對入口門洞的受力變形影響，以兩柱體的相交角度為研究變量，建立門洞的兩柱體相交角度為60°、90°