中國的古建筑城墻城臺具有顯著的自身特點,在世界建筑風格中獨樹一幟,是人類重要的共同遺產(chǎn)之一,對于研究人類文明史、弘揚民族精神、開發(fā)旅游事業(yè)有著十分重要的意義,更為人類文明的發(fā)展進步做出了不可磨滅的貢獻。近些年,古建筑保護項目的大量實施,對古建筑的保護起到了有效作用,但古建筑建筑材料、施工工藝、設計理念與現(xiàn)代建筑存在明顯不同,針對古建筑的抗震研究又相對較少,特別是采用磚墻夯土混合結構形制的古城墻城臺的研究更是缺乏。由此,本文結合河北省建筑科學研究院的課題《古建筑城墻城臺的抗震性能研究》,對夯土類城墻城臺的抗震性能進行了相關研究分析,主要內(nèi)容如下:(1)對河北省境內(nèi)典型的夯土城墻城臺現(xiàn)狀及建造形制進行了調(diào)查研究,在此基礎上,選取了具有代表性的山海關城墻城臺局部作為研究對象開展進一步研究。(2)根據(jù)相似理論及力學性能試驗獲取的相關材料參數(shù)制作縮尺模型,分別對城臺城墻模擬了多種工況下的地震波振臺試驗,得到了在城墻及城臺各關鍵點的位移及加速度時程,得出相關結論及破壞規(guī)律。(3)運用ANSYS軟件對原型山海關城墻城臺進行了模態(tài)分析及時程分析,獲得在數(shù)值模擬情況下城墻城臺各關鍵點加速度及位移的真實反應,并將數(shù)值模擬結果與試驗結果相對比,互相驗證了結論的正確性。分析結果表明,在地震作用下,城墻城臺各關鍵點加速度及位移沿高度方向有明顯增大的趨勢,中間部位增速會發(fā)生轉折,該現(xiàn)象在城墻中體現(xiàn)更為明顯。中間部位為抗震薄弱區(qū),更易破壞。相對城臺,城墻抗震性能更差,尤其是大荷載作用下,中間部位易形成橫向裂縫造成嚴重破壞。因此,在日后的城墻城臺加固保護中,宜將中間部位作為關鍵區(qū)重點考慮。
【學位單位】：石家莊鐵道大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TU361;TU352.11
【部分圖文】：

1.3.2 建筑結構特點及其組分采用夯土作為內(nèi)芯，兩側或一側采用不同材料包砌，這本身就是我國傳統(tǒng)建筑的一大特點。尤其其中的夯土的歷史更是一直伴隨著人類的發(fā)展的全過程。可以說早期的人類建筑，最早就是采用夯土這種結構。主要是因為夯土材料取材方便，制作工藝簡單，可模性也較好，更主要是適于當時的生產(chǎn)力，夯土建筑為人類的文明進化起到了不可磨滅的重要貢獻。我國境內(nèi)存在很多這樣的夯土類古城墻、城臺，這些古建筑主要包括古城墻、古城臺、大型宮殿基臺以及獨立烽火臺等建筑類型。這些夯土類古建筑主要分布在北方地區(qū)，因古建筑多就地取材，夯土類建筑多存在于粉土、粉質(zhì)粘土分布的區(qū)域。因此此類建筑大量分布于華北西北等地，黃土地區(qū)亦大量存在[20]。古城墻中的夯土根據(jù)夯土的組份采用不同的材料夯筑而成，可采用灰土、粉土、粉質(zhì)粘土、土夾雜砂礫、土內(nèi)放置樹枝加筋體等等，種類繁多，以下為常見的幾種夯土類結構(如圖 1-1、圖 1-2、圖 1-3、圖 1-4 所示)。主要是根據(jù)自身的地理位置，因地制宜，就地取材。

1.3.2 建筑結構特點及其組分采用夯土作為內(nèi)芯，兩側或一側采用不同材料包砌，這本身就是我國傳統(tǒng)建筑的一大特點。尤其其中的夯土的歷史更是一直伴隨著人類的發(fā)展的全過程。可以說早期的人類建筑，最早就是采用夯土這種結構。主要是因為夯土材料取材方便，制作工藝簡單，可模性也較好，更主要是適于當時的生產(chǎn)力，夯土建筑為人類的文明進化起到了不可磨滅的重要貢獻。我國境內(nèi)存在很多這樣的夯土類古城墻、城臺，這些古建筑主要包括古城墻、古城臺、大型宮殿基臺以及獨立烽火臺等建筑類型。這些夯土類古建筑主要分布在北方地區(qū)，因古建筑多就地取材，夯土類建筑多存在于粉土、粉質(zhì)粘土分布的區(qū)域。因此此類建筑大量分布于華北西北等地，黃土地區(qū)亦大量存在[20]。古城墻中的夯土根據(jù)夯土的組份采用不同的材料夯筑而成，可采用灰土、粉土、粉質(zhì)粘土、土夾雜砂礫、土內(nèi)放置樹枝加筋體等等，種類繁多，以下為常見的幾種夯土類結構(如圖 1-1、圖 1-2、圖 1-3、圖 1-4 所示)。主要是根據(jù)自身的地理位置，因地制宜，就地取材。

圖 1-3 外(單側)包磚內(nèi)夯土結構 圖 1-4 純夯土結構本文研究的對象主要是針對河北境內(nèi)的大量采用的粉土、粉質(zhì)粘土或夾雜少量砂粒的夯土為內(nèi)芯，外包青磚結構形式的城墻城臺。如上圖 1-1 所示的結構形式。這些古建筑有一定的共性，無論從施工的工藝，還是建筑的形制，都存在本地區(qū)的特點。正是由于夯土材料本身的特殊性，不同于現(xiàn)代建筑材料已經(jīng)有了成熟的標準。因此對于夯土類古建筑的研究工作十分必要，同時也十分艱巨。夯土建筑的外包青磚墻體結構，這類建筑材料雖然與現(xiàn)在的紅磚砌體相似但是由于制作工藝和砌筑采用的是傳統(tǒng)的白灰灰漿，因此兩者的也存在較大差異。尤其是采用青磚灰漿砌筑的外包磚砌體結構的抗震性能的試驗研究也相對較少。本文主要對這種結構進行了振動試驗和抗震模擬計算研究。如圖 1-5 為某處內(nèi)部夯土外包青磚砌體城墻。
【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 王毅紅;仲繼清;石以霞;權登州;岳星朝;;國外生土結構研究綜述[J];土木工程學報;2015年06期

2 梁志闖;胡衛(wèi)兵;王鑫;;西安南門古城墻的動力特性及地震響應分析[J];安全與環(huán)境工程;2013年06期

3 李金娜;左巖巖;徐華濤;;古城墻的抗震分析[J];科技創(chuàng)新與應用;2013年16期

4 周乾;;考慮含孔洞土的古城墻受力計算研究[J];古建園林技術;2011年02期

5 劉超;王占雷;劉波;李佩;王來紅;;山海關古城墻(靖邊樓-鐵門關段)穩(wěn)定性分析[J];河北建筑工程學院學報;2010年04期

6 孟昭博;袁俊;吳敏哲;胡衛(wèi)兵;張柯;;古建筑高臺基對地震反應的影響[J];西安建筑科技大學學報(自然科學版);2008年06期

7 阿肯江·托呼提;亓國慶;;基于Solid65和Solid45有限單元的素夯土墻體數(shù)值建模及計算分析[J];新疆大學學報(自然科學版);2008年04期

8 謝瑛;陳書麗;鞏立亮;;滎陽古城墻穩(wěn)定性數(shù)值分析研究[J];山西建筑;2008年30期

9 丁陽;張笈瑋;李忠獻;;行波效應對大跨度空間結構隨機地震響應的影響[J];地震工程與工程振動;2008年01期

10 白峻昶;靳金平;;時程分析用地震波選取的探討[J];山西建筑;2007年03期

相關博士學位論文 前4條

1 王曉東;古代夯土建筑動力響應及抗震保護[D];蘭州大學;2011年

2 梁濤;新疆蘇巴什佛寺遺址保護加固研究[D];蘭州大學;2010年

3 尚建麗;傳統(tǒng)夯土民居生態(tài)建筑材料體系的優(yōu)化研究[D];西安建筑科技大學;2005年

4 張鵬程;中國古代木構建筑結構及其抗震發(fā)展研究[D];西安建筑科技大學;2003年

相關碩士學位論文 前8條

1 陸磊磊;傳統(tǒng)夯土民居建造技術調(diào)查研究[D];西安建筑科技大學;2015年

2 包繼宏;土坯墻承重民居加固修復技術與抗震試驗研究[D];西安建筑科技大學;2015年

3 楊輝;承重夯土墻體抗剪承載力分析[D];西安建筑科技大學;2012年

4 李舒;駱駝城土遺址抗震穩(wěn)定性研究[D];蘭州交通大學;2011年

5 路曉明;豫北地區(qū)生土建筑的結構類型與構造研究[D];河南理工大學;2010年

6 楊華;災后重建背景下夯土墻結構民居抗震試驗研究與示范[D];西安建筑科技大學;2010年

7 張琰鑫;農(nóng)村夯土類住宅抗震性能研究[D];鄭州大學;2010年

8 翟慧娟;西安東門城樓城墻彈塑性有限元分析[D];長安大學;2005年

本文編號：2876173