【摘 要】
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夯土房屋历史悠久,传承着独特的地域人文,但目前农村夯土房屋存在很大的安全隐患,无法满足当代人的生活要求。夯土房屋抗震性能差,建筑质量参差不齐,其墙体抗弯、抗剪、抗折强度低,采取经济有效的技术手段提升夯土房屋的抗震性能,既符合绿色环保号召,又对乡镇建筑文化的传承具有重大意义。本文以实际夯土建筑为试验原型,围绕桁架连接纵横墙对夯土房屋抗震性能影响开展振动台试验以及数值模拟,其研究内容和结果如下:（1）
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夯土房屋历史悠久,传承着独特的地域人文,但目前农村夯土房屋存在很大的安全隐患,无法满足当代人的生活要求。夯土房屋抗震性能差,建筑质量参差不齐,其墙体抗弯、抗剪、抗折强度低,采取经济有效的技术手段提升夯土房屋的抗震性能,既符合绿色环保号召,又对乡镇建筑文化的传承具有重大意义。本文以实际夯土建筑为试验原型,围绕桁架连接纵横墙对夯土房屋抗震性能影响开展振动台试验以及数值模拟,其研究内容和结果如下:（1）开展振动台缩尺模型试验,研究夯土房屋在微震作用下的动力特性,并以振动台试验模型的相关力学参数为参考,建立振动台缩尺数值模型,得到数值模拟和振动台试验在墙体功率谱响应偏差为11.8%,墙体加速度放大系数偏差最高为14.33%,内力变化趋势接近,验证数值模拟与振动台试验是相匹配的。（2）开展桁架连接纵横墙对夯土房屋抗震性能影响数值模拟,可得桁架夯土房屋山墙的加速度放大系数与原型相比减小了23.7%到84.5%,桁架夯土房屋山墙轴力最优降幅为61%,纵墙轴力最优降幅是为71%的结果,说明桁架的设立能有效提升夯土房屋抗震性能。通过振动台试验结果对比可知,数值模拟夯土墙体加速度放大系数从0.76提升至1.24,振动台从0.78提升至1.28;数值模拟轴力放大系数从1.01提升至1.56,振动台从0.51提升至1.05;数值模拟弯矩放大系数从0.67提升至0.85,振动台从0.21提升至0.85,数值模拟与振动台试验动力响应比较接近,说明桁架连接纵横墙能提升夯土房屋抗震性能。（3）采用数值模拟与振动台试验对比桁架位置对夯土房屋抗震性能影响可得,数值模拟中顶层（距离墙体顶部0.2 m）、中间层（距离墙体顶部0.6 m）以及底层（距离墙体顶部1 m）设置桁架时墙体加速度放大系数波动范围偏差为2.6%到13.5%。振动台桁架设置在顶层（距墙体顶部0.05 m）时,轴力放大系数增幅最优,为30.6%,设置在中间层（距墙体顶部0.15 m）时,弯矩增幅最优,为-79.5%。数值模拟中在原型夯土房屋2.6 m墙高设置桁架时（墙体高度为3.2 m）,墙体和桁架内力、位移增幅都最小。因此振动台和数值模拟均可说明在2.6 m墙高设置桁架对夯土房屋抗震最有利。（4）采用数值模拟分析地震入射角对桁架夯土房屋的影响,可得到在垂直山墙的方向,墙体加速度放大系数最大,其中加速度增幅峰值为33.1%,墙体弯矩较与纵墙夹方向,墙体加速度放大系数最大,其中加速度增幅峰值为33.1%,墙体弯矩较与纵墙夹角30°、60°、90°分别增大37.5%、39.0%、76.9%,轴力较大的结果。再通过振动台试验,可得与山墙垂直的方向山墙弯矩最大,与纵墙夹角60°方向时山墙拉力最大,综合考虑得出垂直山墙方向的入射角对夯土房屋抗震最不利的结论。
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