【摘要】：生土建筑是一種節(jié)能環(huán)保、低碳減排、降低污染的可持續(xù)性建筑形式。作為世界上最早的建筑形式之一,生土建筑歷史悠久,但隨著磚石、水泥等新材料的廣泛應(yīng)用,生土材料逐漸被取代,生土建筑在社會(huì)的發(fā)展進(jìn)程中逐步衰落,被人們所忽視。隨著生態(tài)文明時(shí)代的到來(lái),這個(gè)被人們遺忘的建筑形式以其生態(tài)環(huán)保、節(jié)能等諸多優(yōu)點(diǎn)重新引起了人們的關(guān)注。為此,許多中外學(xué)者對(duì)生土材料和生土建筑陸續(xù)展開(kāi)了一系列的研究。在此背景下,為了豐富現(xiàn)代生土建筑的多樣性以及促進(jìn)重慶農(nóng)村地區(qū)生土建筑的應(yīng)用,本文提出對(duì)土鋼生態(tài)建筑的技術(shù)研究。土鋼建筑是一種新型生態(tài)建筑形式,它采用了循環(huán)利用、生態(tài)環(huán)保的鋼骨架體系,同時(shí)結(jié)合了農(nóng)村傳統(tǒng)的土坯墻體。該結(jié)構(gòu)體系既保證了良好的抗震抗側(cè)性能,也考慮了農(nóng)村住宅特點(diǎn),為生土建筑的研究提供了新的方向。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)土鋼建筑的研究主要集中在抗側(cè)性能和抗震性能模擬分析階段,對(duì)其技術(shù)方面的研究工作非常少,因此對(duì)土鋼建筑的技術(shù)研究具有理論和現(xiàn)實(shí)意義。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)提出土鋼生態(tài)建筑的概念,并進(jìn)行闡述。(2)進(jìn)行土坯墻體材料改性配比試驗(yàn)研究,利用0.5%稻草秸稈和8%硅酸鹽水泥改性生土材料,對(duì)改性后試件抗壓性能、收縮性能、熱工性能、透氣性能、抗沖刷性能、耐腐蝕性能、抗紫外線(xiàn)性能等生態(tài)性能進(jìn)行測(cè)試分析,研究發(fā)現(xiàn):通過(guò)0.5%稻草秸稈和8%硅酸鹽水泥改性生土材料,其物理力學(xué)性能和生態(tài)性能均有所提高,符合材料的力學(xué)性能要求和生態(tài)性能要求。(3)參考建筑熱工性能、節(jié)能、抗震等方面的設(shè)計(jì)規(guī)范,給出土鋼建筑的設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)依據(jù)、建造要求等,為土鋼建筑建造實(shí)踐提供指導(dǎo)。(4)進(jìn)行土鋼建筑建造實(shí)踐,對(duì)土鋼建筑的鋼骨架焊接及固定、土坯制作及砌筑、屋面施工等工藝進(jìn)行分析。初步探索土鋼生態(tài)建筑的施工工藝流程,為土鋼建筑的建造實(shí)踐提供了實(shí)踐基礎(chǔ)和參考依據(jù)。(5)通過(guò)對(duì)土鋼建筑的生態(tài)性能進(jìn)行冬季全面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,分析土鋼建筑室內(nèi)外熱濕環(huán)境狀況以及建筑各細(xì)部溫度場(chǎng)分布情況,結(jié)果表明:在冬季條件下,土鋼房間室內(nèi)平均溫度比相同尺寸磚混結(jié)構(gòu)房間高3℃~4℃,室內(nèi)溫度環(huán)境穩(wěn)定;空氣相對(duì)濕度比相同尺寸磚混結(jié)構(gòu)房間高5%~10%,白天室內(nèi)空氣相對(duì)濕度維持在75%~85%左右,夜間時(shí)間相對(duì)濕度均高于90%,整體濕度環(huán)境舒適;土坯墻體熱工性能較優(yōu),室內(nèi)熱濕環(huán)境穩(wěn)定,整體性能較好。
【圖文】：

充分利用了生土材料和木結(jié)構(gòu)的結(jié)合。重慶農(nóng)村地區(qū)的生土建筑主要是夾壁建筑和土坯建筑（如圖1-1），利用木結(jié)構(gòu)作為內(nèi)部構(gòu)件。在墻體在砌筑施工過(guò)程中時(shí)，人們對(duì)生土的基本特性沒(méi)有系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，僅憑平時(shí)的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行施工建造，在生土攪拌、土坯制作以及生土夯筑都沒(méi)有明確的施工規(guī)范，建造過(guò)程不規(guī)范，導(dǎo)致生土建筑在外觀、質(zhì)量、采光通風(fēng)方面具有缺陷，出現(xiàn)墻體脫落、開(kāi)裂、倒塌等現(xiàn)象，造成了生土建筑逐漸衰落。因此，怎樣提高生土材料的物理力學(xué)性能和生態(tài)性能以及豐富生態(tài)材料與木結(jié)構(gòu)、石材、鋼材等材料的結(jié)合的研究呼聲很高，這些改善對(duì)于農(nóng)村住房發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)的使用意義，也將會(huì)改變生土建筑落后的困境。（a）土坯建筑 （b）夾壁建筑圖 1-1 重慶農(nóng)村地區(qū)生土建筑典型（圖來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）Fig1-1 Typical earth building in rural area of Chongqing1.1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀我國(guó)對(duì)生土建筑的系統(tǒng)研究始于 1980 年，當(dāng)年任震英開(kāi)始了對(duì)窯洞的研究，總結(jié)出了生土建筑的部分建造經(jīng)驗(yàn)和建筑理論，在 1980 年以后，該團(tuán)隊(duì)在中國(guó)對(duì)原土和生土建筑進(jìn)行了一系列的研究與探討。而近年來(lái)，香港中文大學(xué)、中央美術(shù)學(xué)院、西安建筑科技大學(xué)等高校研究團(tuán)隊(duì)對(duì)生土建筑的研究也日益增多。在生土建筑的力學(xué)性能和應(yīng)用價(jià)值方面，長(zhǎng)安大學(xué)王毅紅，王春英[5]等人對(duì)土坯進(jìn)行了直剪試驗(yàn)、軸向抗壓試驗(yàn)。試驗(yàn)表明生土中摻料、含水率、豎向壓應(yīng)力是影響土體性能的主要因素。長(zhǎng)安大學(xué)的王毅紅[6]、劉挺、韓崗[7]等學(xué)者研究表明：生土結(jié)構(gòu)是一種熱工性能好、節(jié)能環(huán)保的傳統(tǒng)民居建筑形式。在生土建筑的抗震性能方面，劉成清[8]對(duì)我國(guó)地震中生土建筑震害情況進(jìn)行調(diào)查分析，結(jié)果表明：生土建筑抗性性能較差，延性不足，，在地震中更容易被破壞。蘭青龍[9]等人指出生土建筑存在著結(jié)構(gòu)整體性差

3]在甘肅省慶陽(yáng)市設(shè)計(jì)建造的毛寺生態(tài)實(shí)驗(yàn)小學(xué)校區(qū)（如圖1-2（b））；2017 年西安建筑科技大學(xué)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)建造的馬岔村村民活動(dòng)中心；另外還有 2017 年成都麓湖生態(tài)城中設(shè)計(jì)的夯土墻。可見(jiàn)近年來(lái)出現(xiàn)在人們眼前的生土建筑實(shí)踐工程和設(shè)計(jì)成品越來(lái)越多，但仍然存在相應(yīng)的設(shè)計(jì)實(shí)踐規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)不夠健全的問(wèn)題，在實(shí)踐建造、施工工藝流程方面有待進(jìn)一步研究。（a）水岸山居酒店 （b）毛寺生態(tài)實(shí)驗(yàn)小學(xué)圖 1-2 生土建筑典型案例（圖源于網(wǎng)絡(luò)）Fig1-2 A typical case of modern soil building綜合而言，國(guó)內(nèi)生土建筑的研究主要集中在理論研究方面。研究方法主要為實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的試驗(yàn)研究，大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明生土作為墻體材料具有良好的熱工性能。但仍然處于理論階段，雖然改性后生土材料物理力學(xué)性能和生態(tài)性能提高，但對(duì)實(shí)踐建筑過(guò)程的參考理論依據(jù)不足，不利于在全國(guó)范圍內(nèi)積累經(jīng)驗(yàn)，不能將研究成果進(jìn)行推廣應(yīng)用。試驗(yàn)改性研究也出現(xiàn)了相應(yīng)改性材料配比不夠完善，相應(yīng)力學(xué)性能和生態(tài)性能沒(méi)能徹底改善。因此，在針對(duì)重慶地區(qū)的黃色黏土、紫色黏土的改性研究上，需要更具針對(duì)性更深層次的理論研究和實(shí)踐探討。1.1.3 國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外研究起步較早。自二十世紀(jì)初以來(lái)，生土建筑已逐漸開(kāi)始引起相關(guān)研究人員的注意。國(guó)外研究者從生土材料的應(yīng)用價(jià)值、改性試驗(yàn)、工程實(shí)踐做了大量
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TU398;TU201.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2660531