【摘 要】
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夯土建筑是西部地区传统民居的主要形式,在倡导安全、绿色、宜居的乡村振兴大背景下,如何进一步优化不同夯土墙体的力学性能,提出适宜的选型策略,已成为亟待解决的课题。为此,本文选取西部传统的素夯土墙、木构架-夯土墙,以及近年来新出现的钢框架-夯土墙等为研究对象,对其力学性能开展系统研究,并综合考虑安全性和经济性,基于层次分析法和熵权法提出了适宜性优选策略,为西部乡村民居建设提供借鉴和参考。主要研究内容包
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夯土建筑是西部地区传统民居的主要形式,在倡导安全、绿色、宜居的乡村振兴大背景下,如何进一步优化不同夯土墙体的力学性能,提出适宜的选型策略,已成为亟待解决的课题。为此,本文选取西部传统的素夯土墙、木构架-夯土墙,以及近年来新出现的钢框架-夯土墙等为研究对象,对其力学性能开展系统研究,并综合考虑安全性和经济性,基于层次分析法和熵权法提出了适宜性优选策略,为西部乡村民居建设提供借鉴和参考。主要研究内容包括:为对比三种墙体的力学性能,基于有限元分析,对三种墙体分别进行单调加载和低周往复加载,对比了各墙体的抗侧力、延性和耗能能力等力学性能;分析了几何参数和力学参数对不同墙体抗侧力的影响规律。结果表明,就抗侧力和总耗能而言,钢框架-夯土墙最好,素夯土墙最差;就延性而言,木构架-夯土墙最好,钢框架-夯土墙最差,这是由于木材和土体的力学参数较为接近,两者协同变形能力最好。此外,减小高宽比和宽厚比均可提升三种墙体的初始刚度和抗侧力;粘聚力和内摩擦角对三种墙体的初始刚度影响不大,但可延缓墙体的刚度退化,提升墙体的抗侧力,其中高宽比对钢框架-夯土墙抗侧力影响较为显著;宽厚比、粘聚力和内摩擦角对素夯土墙的抗侧力影响较为显著。在不同墙体力学性能分析的基础上,以安全性和经济性等为一级指标,选取承载力、变形能力、耗能能力以及材料成本、建造成本和维护成本等为二级指标,构建了墙体结构优选模型;为充分发挥主观评价法和客观评价法的协同优势,运用层次分析法与熵权法结合的组合赋权法,进一步确定各个指标权重,提出了综合考虑安全性和经济性的优选策略。结果表明,三种墙体中木构架-夯土墙适宜性最好。研究成果可为西部广大农村地区民居的力学性能提升和策略优选提供技术参考。
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