下沉式黄土窑洞抗震及其加固性能研究

图书信息

作者：张风亮等著著 | 出版社：中国电力出版社 | 定价：69.80 | 文轩价：33.51 | ISBN：9787523902431 | 出版时间：2026-01-01 | 分类：图书,行业职业,建筑,建筑工程

商品介绍

目录

前言

1 绪论 1

1.1 概述 1

1.2 黄土窑洞的发展及现状 2

1.2.1 黄土高原地区窑洞民居的分布及历史 2

1.2.2 黄土窑洞的特点 4

1.3 黄土窑洞的震害 5

1.4 窑洞传统民居的抗震加固技术 6

1.5 黄土窑洞的研究现状 6

2 下沉式黄土窑洞模型振动台试验方案 11

2.1 试验目的 11

2.2 试验系统及设备 11

2.2.1 试验平台 11

2.2.2 测试传感器 12

2.3 振动台模型土箱 13

2.3.1 模型土箱的构造要求 14

2.3.2 模型土箱的设计及边界处理 14

2.4 模型相似比设计 15

2.4.1 相似理论 15

2.4.2 相似比设计的量纲分析法 16

2.4.3 模型相似比设计 19

2.5 试验模型的设计及制作 21

2.5.1 试验原型参数 21

2.5.2 试验模型参数及制作 22

2.6 传感器布置 25

2.7 地震波选取和加载制度 26

2.7.1 地震波选取 26

2.7.2 加载制度 28

3 下沉式黄土窑洞模型振动台试验现象及结果分析 30

3.1 试验现象 30

3.2 模型结构动力特性分析 35

3.2.1 自振频率 35

3.2.2 阻尼比 38

3.2.3 振型 38

3.3 加速度响应分析 39

3.3.1 模型边界效应分析 39

3.3.2 关键部位加速度响应 42

3.4 水平位移响应分析 53

3.5 破坏机理分析 57

4 下沉式黄土窑洞地震数值模拟分析 60

4.1 黄土本构模型及参数 60

4.1.1 摩尔- 库伦模型基本理论 60

4.1.2 黄土材料参数 62

4.2 无限元边界条件及地震动输入 64

4.2.1 无限元人工边界的原理 64

4.2.2 无限元人工边界地震动输入 66

4.2.3 人工边界地震动输入的可行性验证 68

4.3 下沉式黄土窑洞有限元模型的建立 71

4.4 下沉式黄土窑洞动力特性分析 72

4.5 下沉式黄土窑洞地震响应数值模拟分析 74

4.5.1 应力分析 75

4.5.2 加速度响应及对比分析 82

4.5.3 位移响应及对比分析 93

5 下沉式黄土窑洞加固模型结构振动台试验方案 98

5.1 试验目的 98

5.2 加固试验模型设计 98

5.3 模型制作 100

5.3.1 模型加固材料 100

5.3.2 模型加固施工过程 101

5.4 试验加载制度 102

6 下沉式黄土窑洞加固模型结构振动台试验现象及结果分析 104

6.1 试验现象及残损情况 104

6.2 动力特性分析 111

6.2.1 自振频率 111

6.2.2 阻尼比 113

6.3 位移响应分析 114

6.4 加速度响应分析 120

6.5 剪力分析 128

6.6 滞回分析 130

6.7 耗能分析 131

7 下沉式黄土窑洞抗震性态水平及性能指标量化 134

7.1 下沉式黄土窑洞的性态水平 134

7.1.1 抗震设防水准 134

7.1.2 抗震性能水平 134

7.1.3 抗震性能目标 135

7.2 下沉式黄土窑洞抗震性能指标量化 137

7.3 下沉式黄土窑洞不同性能水平的拱脚- 拱顶收敛变形限值 138

8 下沉式黄土窑洞加固前后的抗震性能对比及经济性分析 140

8.1 下沉式黄土窑洞抗震加固前后的抗震性能对比 140

8.2 下沉式黄土窑洞加固案例分析 142

8.3 下沉式黄土窑洞抗震加固经济性分析 143

8.3.1 概述 143

8.3.2 造价分析模型 143

8.3.3 造价分析 144

9 展望 146

参考文献 147

内容简介

下沉式黄土窑洞作为我国西北黄土高原地区独特的传统生土民居形式，承载着重要的生态与文化价值。但其抗震性能较差，在强震作用下易发生拱顶塌落、窑脸垮塌等灾害性破坏，严重威胁居民的生命财产安全。本书正是聚焦于提升此类窑洞的抗震安全性能，深人剖析了下沉式黄土窑洞的结构特点与典型震害模式，综合运用有限元数值模拟与缩尺模型振动台试验等手段，对比分析了加固前后窑洞模型结构在模拟地震作用下的动力响应、破坏机制及承载能力。并提出加固方法，实现加固后结构在设防烈度地震下可实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的设防目标。

本书可供传统民居保护、黄土窑洞类建筑修缮的管理人员和技术人员参考使用。

作者简介

张风亮，男，中共党员，工学博士（后），正高级工程师，陕西省建筑科学研究院有限公司总经理助理、学术委员会办公室主任、建筑结构与施工研究所所长，陕西建科建设特种工程有限公司董事长，博士生导师。主要从事建筑物结构性能评估及其性能提升技术研究、文物建筑超长延寿保护研究。现兼任全国农房建设技术指导专家组成员、住房和城乡建设部防灾研究中心专家委员会委员、中国建筑节能协会工程改造与加固分会专家委员会委员、陕西省科技计划项目评审专家库成员、陕西科技奖励评审专家、陕西省农村危房改造技术专家工作组成员。