摘要
夯土建筑因其取材方便、施工简单且热工性能优越的优点，在我国已有数千年的历史，特别是在西北地区，干燥的气候环境以及丰富的黄土资源为夯土房屋的建造提供了有利条件。新型建筑材料的出现使得夯土建筑逐渐没落，但随着能源枯竭以及环境污染问题的日益加剧，夯土建筑又重新引起国内外学者的关注。因生土材料本身的性质原因，夯土建筑的抗震性能已无法满足现代建筑抗震需求。为提高夯土墙体的抗震性能，本文通过实地调查以及阅读文献，在最大程度保留夯土建筑绿色环保优势的前提下，提出了一种内置草绳的承重夯土墙体，并对甘肃地区生土材料的力学性能进行试验研究，完成了夯土墙体拟静力试验以及有限元软件数值模拟工作，并进一步探索了内置草绳高度、草绳密度，竖向承载力对墙体抗震性能的影响，本文的主要研究内容如下: (1)通过查阅文献资料，详细阐述了夯土建筑的优点及缺点，根据夯土建筑的应用现状和存在的问题，基于绿色环保理念，结合草绳抗拉强度高的特性，提出一种内置草绳的承重夯土墙体。 (2)以甘肃地区常见的麦秸秆作为生土改性材料。为研究不同长度麦秸秆的力学性能，对100mm、150mm、200mm三种长度的麦秸秆进行抗拉强度试验，结果表明:麦秸秆长度为150mm时力学性能较好。将麦秸秆长度按1∶3裁剪为50mm后按照0.5％，0.8％,1.0％三种比例分别掺入生土，对三种不同比例的麦秸土进行最优含水率试验、立方体抗压试验和直剪试验，通过对比不同土料的物理和力学性能，选择性能最佳的土料作为夯土墙体试验的制作材料;对草绳进行了抗拉强度试验，得到草绳的应力应变曲线及力学性能。 (3)以是否内置草绳、草绳高度、草绳密度(植筋率)为参数，按照传统的版筑法制作5组夯土墙体1/3缩尺模型，养护完成后进行拟静力试验。观察不同参数下的夯土墙体在承受地震作用时的破坏过程、破坏形态、分析其滞回曲线和骨架曲线的特征、墙体的承载力和变形能力、耗能性能、刚度退化等。试验研究表明:与采用分层夯筑的传统夯土墙相比，内置草绳可有效提高墙体的抗震性能，墙体的峰值荷载以及极限位移与草绳高度和密度呈正相关。 (4)对ABAQUS有限元软件进行简单介绍，根据各夯土墙体的不同破坏模式，分析夯土墙体的数值模型建立方法，通过对比分析有限元数值模型结果与实际试验结果，验证有限元数值模型的正确性与可行性，并进一步分析了草绳高度、密度以及墙体所承受的竖向荷载对墙体抗震性能的影响。
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