新型木构架-生土墙体抗震性能试验研究.pdf

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1、分类号：密级：公开学号:2015210533单位代码：10759石河子大学硕士学位论文新型木构架-生土墙体抗震性能试验研究学位申请人裴城指导教师袁康副教授于新春教授级高工申请学位类别专业硕士专业名称工程硕士研究领域建筑与土木工程所在学院水利建筑工程学院中国·新疆·石河子2018年5月Theseismicperformancetestresearchofthenewwoodenframe-adobewallADissertationSubmittedtoShiheziUniversityInPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDe

2、greeofMasterofEngineeringByPeiCheng(ArchitectureandCivilEngineering)DissertationSupervisor:Prof.YuanKangProfseniorengineer.YuXinchunMay,2018摘要生土结构是我国部分地区村镇建筑大量使用的结构形式之一，尤其是在我国西北和西南的部分村镇地区。由于生土农房建造缺乏专业设计、施工指导，以及其本身存在的墙体强度低、连接构造措施薄弱、抗震性能差等缺点，在历次震害中属于破坏最为严重的结构形式。为解决生土材料自身强度较低的问题，本文提出在生土土坯中添加草

3、筋、粉煤灰，水泥，生石灰四种掺料，通过单因素对比试验和多因素正交试验优化了生土土坯掺料配合比，提升生土土坯的基本力学性能。在此基础上，考虑到传统生土农房常采用木框架作为承重体系，土坯墙作为围护结构的生土房屋虽然抗震性能得以改善，但是木材用料较大，工程造价相对较高。此外，传统木框架节点采用卯榫方式连接，在地震灾害情况下卯接部位会产生较大变形，且存在施工不便等问题。综上，本文提出一种带钢套箍的新型节点连接装置，通过装置中具有弹塑性性质的U型片受力变形抵抗地震力，最后由优化掺料配合比之后的生土土坯与采用新型节点的木构架共同组成新型木构架-生土墙，即从生土砌块改性和改进结构节点连接

4、等方面提升抗震性能，最终通过试验对比，验证了新型木构架-生土墙体的抗震性能。最后将新型木构架生土墙体应用于整个示范工程中，对造价进行了计算，证明了新型木构架-生土墙体的经济性。本文主要研究工作及结论：（1）为了解新疆地区生土农房的情况和出现的问题，对新疆农村地区的生土农房进行了实地调研，对出现的问题和震害情况进行了统计，新疆地区生土农房存在诸多问题，如房屋沉降、屋面开裂等，反映出生土房屋自身材料强度较差、整体性差的特点。通过改善生土材料强度、增强房屋整体性可有效提升生土房屋的抗震性能。同时生土农房的木构架多采用卯榫结构，施工较为复杂。（2）根据调研和其他学者的研究基础，考虑

5、到成本和材料获取容易程度等因素，本文提出了在生土土坯中添加草筋、粉煤灰，水泥，生石灰四种掺料对生土土坯进行物理改性，对改性生土土坯的掺料配合比进行单因素对比试验和多因素正交对比试验研究，试验结果表明影响改性生土材料抗压强度的因素顺序为：生石灰<粉煤灰<草筋<水泥，最终得出较优的掺料配合比为草筋为0.15%，粉煤灰为2.5%，水泥为20%，生石灰为5%。（3）为提高生土农房整体抗震性能和施工效率，提出一种带钢套箍的新型节点连接装置代替卯榫结构形成新型木构架-生土墙体，对素生土墙，砖混生土墙，木构架-生土墙，新型木构架-生土墙体进行拟静力对比试验，试验结果表明新型木构架-生土墙

6、体在水平承载力和变形能力上相较于其他墙体均有了较大提高，验证了新型木构架-生土墙体的抗震性能。（4）应用优化掺料配合比之后的生土土坯和新型木构架-生土墙体建造示范工程，计算了工程造价增加量同时梳理实际工程技术，根据示范工程中所购买费用计算每平米木构架-生土墙结构房屋所增加的造价，增长幅度约为5.39%，具有较强的经济性，同时在项目建设过程中新型木构架-生土墙体的施工较为简便。关键词：村镇建筑；生土结构；木构架；节点；抗震性能；IAbstractAdobestructureisoneofthewidelyusedstructureforminsomeareasofruralb

7、uildingsinourcountry,especiallyinNorthwestChinaandsouthwestpartoftheruralarea.Duetothelackofprofessionalconstructionofearthbuildingdesign,constructionguidance,andthestrengthofthewallitselfhasdisadvantagesoflow,weakconnectionmeasures,poorseismicperformance,inth