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用ADINA软件对庆阳地区黄土窑洞的模拟计算与分析

许方义

   窑洞是中国黄土地区极具特色的民居形式,具有节能、节地及环保的良好性能,是一种典型的绿色建筑,至今仍有大量的居住者,且环保优势日益突出。历史上窑洞的尺寸较小,居住具有一些不便,目前窑洞建筑已被居住者不断改进,尤其在其尺寸方面以较宽敞为主要改进因素,由此,其安全性和稳定性就成为一个必须回答的问题。 窑洞的安全性和稳定性受其体积尺寸、土质性能及衬砌措施的控制。本文以庆阳地区为例,通过实地考察窑洞形式,采取土样试验并收集当地大量土质参数,利用有限元工程软件ADINA进行了模拟计算工作。文中拟定了四种尺寸的窑洞,土质参数选取该地区的常见范围值,以期得到其应力和变形的一些规律和可供工程参考的量化数据。 计算结果表明:窑洞的最大应力出现于窑腿的底脚处和窑侧的拱脚处;竖向最大位移出现于窑顶中点。由此推断这些部位是窑洞最早(或最易)发生破坏的关键点。土质参数对窑洞受力的影响粘聚力c值居首,随着c值的增大,关键点处的应力值减小,而内摩擦角中对受力的影响则相对较弱。开挖尺寸影响剧烈,较小的宽度和进深均有利于窑洞整体安全与稳定。另外,对窑洞做衬砌处理后,其应力可以降低一个数量级,变形可减少10%—35%,安全性明显提高,所以,在窑洞增大尺寸后(相对于上世纪80年代的窑洞尺寸),做衬砌处理应成为必要的措施。……   
[关键词]:黄土窑洞;位移;应力;ADINA
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:兰州理工大学2010年
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