夯土城墙城台抗震性能研究

发布时间：2020-11-09 08:45

　　 中国的古建筑城墙城台具有显著的自身特点,在世界建筑风格中独树一帜,是人类重要的共同遗产之一,对于研究人类文明史、弘扬民族精神、开发旅游事业有着十分重要的意义,更为人类文明的发展进步做出了不可磨灭的贡献。近些年,古建筑保护项目的大量实施,对古建筑的保护起到了有效作用,但古建筑建筑材料、施工工艺、设计理念与现代建筑存在明显不同,针对古建筑的抗震研究又相对较少,特别是采用砖墙夯土混合结构形制的古城墙城台的研究更是缺乏。由此,本文结合河北省建筑科学研究院的课题《古建筑城墙城台的抗震性能研究》,对夯土类城墙城台的抗震性能进行了相关研究分析,主要内容如下:(1)对河北省境内典型的夯土城墙城台现状及建造形制进行了调查研究,在此基础上,选取了具有代表性的山海关城墙城台局部作为研究对象开展进一步研究。(2)根据相似理论及力学性能试验获取的相关材料参数制作缩尺模型,分别对城台城墙模拟了多种工况下的地震波振台试验,得到了在城墙及城台各关键点的位移及加速度时程,得出相关结论及破坏规律。(3)运用ANSYS软件对原型山海关城墙城台进行了模态分析及时程分析,获得在数值模拟情况下城墙城台各关键点加速度及位移的真实反应,并将数值模拟结果与试验结果相对比,互相验证了结论的正确性。分析结果表明,在地震作用下,城墙城台各关键点加速度及位移沿高度方向有明显增大的趋势,中间部位增速会发生转折,该现象在城墙中体现更为明显。中间部位为抗震薄弱区,更易破坏。相对城台,城墙抗震性能更差,尤其是大荷载作用下,中间部位易形成横向裂缝造成严重破坏。因此,在日后的城墙城台加固保护中,宜将中间部位作为关键区重点考虑。
【学位单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU361;TU352.11
【部分图文】：

1.3.2 建筑结构特点及其组分采用夯土作为内芯，两侧或一侧采用不同材料包砌，这本身就是我国传统建筑的一大特点。尤其其中的夯土的历史更是一直伴随着人类的发展的全过程。可以说早期的人类建筑，最早就是采用夯土这种结构。主要是因为夯土材料取材方便，制作工艺简单，可模性也较好，更主要是适于当时的生产力，夯土建筑为人类的文明进化起到了不可磨灭的重要贡献。我国境内存在很多这样的夯土类古城墙、城台，这些古建筑主要包括古城墙、古城台、大型宫殿基台以及独立烽火台等建筑类型。这些夯土类古建筑主要分布在北方地区，因古建筑多就地取材，夯土类建筑多存在于粉土、粉质粘土分布的区域。因此此类建筑大量分布于华北西北等地，黄土地区亦大量存在[20]。古城墙中的夯土根据夯土的组份采用不同的材料夯筑而成，可采用灰土、粉土、粉质粘土、土夹杂砂砾、土内放置树枝加筋体等等，种类繁多，以下为常见的几种夯土类结构(如图 1-1、图 1-2、图 1-3、图 1-4 所示)。主要是根据自身的地理位置，因地制宜，就地取材。

1.3.2 建筑结构特点及其组分采用夯土作为内芯，两侧或一侧采用不同材料包砌，这本身就是我国传统建筑的一大特点。尤其其中的夯土的历史更是一直伴随着人类的发展的全过程。可以说早期的人类建筑，最早就是采用夯土这种结构。主要是因为夯土材料取材方便，制作工艺简单，可模性也较好，更主要是适于当时的生产力，夯土建筑为人类的文明进化起到了不可磨灭的重要贡献。我国境内存在很多这样的夯土类古城墙、城台，这些古建筑主要包括古城墙、古城台、大型宫殿基台以及独立烽火台等建筑类型。这些夯土类古建筑主要分布在北方地区，因古建筑多就地取材，夯土类建筑多存在于粉土、粉质粘土分布的区域。因此此类建筑大量分布于华北西北等地，黄土地区亦大量存在[20]。古城墙中的夯土根据夯土的组份采用不同的材料夯筑而成，可采用灰土、粉土、粉质粘土、土夹杂砂砾、土内放置树枝加筋体等等，种类繁多，以下为常见的几种夯土类结构(如图 1-1、图 1-2、图 1-3、图 1-4 所示)。主要是根据自身的地理位置，因地制宜，就地取材。

图 1-3 外(单侧)包砖内夯土结构 图 1-4 纯夯土结构本文研究的对象主要是针对河北境内的大量采用的粉土、粉质粘土或夹杂少量砂粒的夯土为内芯，外包青砖结构形式的城墙城台。如上图 1-1 所示的结构形式。这些古建筑有一定的共性，无论从施工的工艺，还是建筑的形制，都存在本地区的特点。正是由于夯土材料本身的特殊性，不同于现代建筑材料已经有了成熟的标准。因此对于夯土类古建筑的研究工作十分必要，同时也十分艰巨。夯土建筑的外包青砖墙体结构，这类建筑材料虽然与现在的红砖砌体相似但是由于制作工艺和砌筑采用的是传统的白灰灰浆，因此两者的也存在较大差异。尤其是采用青砖灰浆砌筑的外包砖砌体结构的抗震性能的试验研究也相对较少。本文主要对这种结构进行了振动试验和抗震模拟计算研究。如图 1-5 为某处内部夯土外包青砖砌体城墙。
【参考文献】

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本文编号：2876173