滑移隔震夯土房屋动力响应分析

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1、学校代码10459学号或申请号201522212699密级专业硕士学位论文滑移隔震夯土房屋动力响应分析“十二五”国家科技支撑计划课题（2015BAL03B03）作者姓名：祝红丹导师姓名：童丽萍教授专业学位名称：建筑与土木工程培养院系：土木工程学院完成时间：2018年5月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterDynamicResponseAnalysisofSlidingIsolationRammedEarthHousingByHong-danZhuSuperv

2、isor:Prof.Li-pingTongArchitecturalandCivilEngineeringSchoolofCivilEngineeringMay2018学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：日期：2018年5月21日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职

3、务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：日期：2018年5月21日摘要夯土房屋是以木制或石制杵、锤等工具，将原状土质材料逐层夯实形成承重墙体的建筑，其为我国

4、最具代表性的传统民居形式之一，它不仅能满足人们对居住的要求，而且具有低成本、良好的保温隔热性和优异的可再生性等独特优势，目前在我国部分农村地区仍有广泛应用，并且在当前生态文明和可持续发展背景下，夯土房屋这一绿色建筑具有良好的发展前景。但夯土房屋结构材料强度低、自重大、整体性差，加之夯土房屋多由当地工匠凭经验建造，基本没有考虑抗震设防，其抗震能力低，在历次地震中，大量夯土农房出现墙倒屋塌，造成人身财产损失惨重，因此提高夯土房屋的抗震能力势在必行，而隔震便是一种有效的方法，且摩擦滑移隔震技术具有造价低廉、技术简单易行等优点，适合在我国经济

5、相对落后的村镇地区推广应用。因此，本文在“十二五”国家科技支撑计划课题“传统生土农房绿色改良技术集成与示范”(2015BAL03B03)的支持下，以河南荥阳农村地区夯土房屋为分析原型，开展滑移隔震夯土房屋与传统夯土房屋的地震响应对比分析，并探讨了摩擦系数对滑移隔震夯土房屋的影响，主要做了以下工作并得出相应结论：（1）通过实地调研，了解传统夯土房屋的结构形式和构造做法，获得结构构件的相关尺寸及所用材料，选择常见的夯土墙承重房屋为分析原型，采用有限元法建立滑移隔震夯土房屋和传统夯土房屋的三维空间模型，隔震层的滑移摩擦选用接触单元实现，并使

6、用数值积分法进行分析，该计算模型和分析方法较为精确和全面。（2）对滑移隔震夯土房屋和传统夯土房屋进行模态分析，分析表明：传统夯土房屋的第一、第五振型为纵向振动和横向振动，第二、三、四阶振型出现了不同程度的扭转和局部振动，隔震房屋减弱了局部振动现象，变形和位移加入了结构的整体平动，且滑移隔震夯土房屋的基本周期相比传统夯土房屋有所延长。（3）对滑移层摩擦系数为0.1的隔震夯土房屋和传统夯土房屋沿纵横两个方向分别输入地震波，进行多遇、设防和罕遇地震作用下的动力时程分析，得到两种结构的加速度响应和位移响应，结果表明：相比于传统夯土房屋，滑移I

7、隔震夯土房屋降低了结构的加速度和墙体的相对位移反应，其中，峰值加速度降低了20%~64%，最大相对位移减小了30%~52%，且地震强度越大，隔震效果越好。（4）对滑移隔震夯土房屋在地震作用下的受力情况进行分析，结果表明：滑移隔震夯土房屋的基底剪力减小了15%~67%，上部墙体的等效应力值较传统夯土房屋有不同程度的减小，且纵横墙交接处、门窗洞口处和墙体底部的应力集中现象得到了有效改善。（5）在地震强度为220gal时，对摩擦系数为0.1的隔震夯土房屋进行了双向水平地震反应分析，分析表明：相较于单向地震作用，滑移隔震夯土房屋的加速度反应减

8、小了4%左右，上部墙体的相对位移减小了约25%，但隔震层的滑移位移增大较为明显，其中，X向增大了约20%，Y向增大了约30%，因此，在确定隔震层最大位移时应考虑双向地震作用。（6）对隔震层摩擦系数为0.03、0.05、0