书名：独立式砖箍窑洞抗震及其加固性能研究
书号：978-7-5239-0242-4
定价：79.8元
作者：张风亮 薛建阳 周庚敏 王昕岚 孙永民 胡鹏春 李凯 李明
出版时间：2025-12-22
出版社：中国电力出版社
页码： 180    字数(千字)：177
开本：16开    版次：1    印次：1

品牌介绍

中国电力出版社成立于 1951 年，作为中国成立最早的中央科技出版社之一，曾隶属于水利电力部、能源部、电力工业部、国家电力公司，现为国家电网公司所属的科技出版社，在电气技术专业出版领域享有极高的声誉。该社作为以图书出版为主体，音像、电子出版物、期刊、网络出版共同发展的大型出版企业，以强大的出版资源和高素质的专业队伍，致力于向读者提供包括电力工程、电气工程、建筑工程、电子技术、信息技术、外语、大中专教材、家教等学科门类齐全的权威出版物，也竭力为广大师生提供精品教材，是教育部和北京市教委规划教材的出版基地之一。

产品特色

已有的研究多集中在建筑设计、人居环境、历史文化等领域，防灾减灾方面成果很少，缺乏石箍窑洞建筑灾变机理研究，以及科学合理的结构性能评估理论和修缮加固技术，严重制约着该类传统民居、红色革命文物的保护与传承。本书可为传统民居保护、黄土窑洞类革命文物修缮的管理人员和技术人员提供指导性意见。

作者介绍

张风亮，男，中共党员，工学博士（后），正高级工程师，陕西省建筑科学研究院有限公司总经理助理、学术委员会办公室主任、建筑结构与施工研究所所长，陕西建科建设特种工程有限公司董事长，博士生导师。主要从事建筑物结构性能评估及其性能提升技术研究、文物建筑超长延寿保护研究。现兼任全国农房建设技术指导专家组成员、住房和城乡建设部防灾研究中心专家委员会委员、中国建筑节能协会工程改造与加固分会专家委员会委员、陕西省科技计划项目评审专家库成员、陕西科技奖励评审专家、陕西省农村危房改造技术专家工作组成员。

内容介绍

本书针对我国西北地区广泛分布且具有重要历史文化价值的独立式砖箍窑洞，通过实地调研与理论分析，深入剖析传统砖箍窑洞的结构形式与典型震害特征（如拱券开裂、拱脚滑移、侧墙外闪、后墙倒塌等），明确其抗震薄弱环节主要集中于拱券结构整体性差、砖砌体抗拉抗剪强度低、窑腿稳定性不足等方面。 创新性提出在窑洞拱券内表面、窑腿及外墙关键部位，分层压抹聚合物改性水泥砂浆，并内嵌聚丙烯网形成整体复合加固层。设计制作了大比例未加固与聚丙烯网水泥砂浆加固的砖箍窑洞模型。通过振动台试验，详细分析了加固前、后试件的破坏模式、滞回特性、骨架曲线、承载力、刚度退化、延性系数及耗能能力等关键抗震性能指标。聚丙烯网水泥砂浆显著提高了结构的整体性能和抗倒塌能力，改变了破坏模式，承载力大幅提升，延性和耗能能力明显改善，有效约束了裂缝的开展和结构变形。 本书可供传统民居保护、砖箍窑洞类建筑修缮及加固的管理人员和技术人员参考使用。
本书适用于本书可供传统民居保护、砖箍窑洞类建筑修缮及加固的管理人员和技术人员参考使用。

前言

前言 独立式砖箍窑洞是我国黄土高原地区典型的传统民居，由于具有独特的文化价值目前仍被较多使用。据调研和文献显示，黄土高原地处中高地震区，海原、西吉、古浪等地震中窑洞建筑抗震性能较差，在历次地震中均遭受严重破坏，给居民的生命财产带来巨大损失。独立式砖箍窑洞的结构体系缺乏系统的科学论证，因此面临较高震害威胁，给居民的生命财产带来巨大的安全风险。国内外对窑洞的研究主要集中在黄土窑洞的病害及其力学性能，而对独立式砖箍窑洞的研究非常少，尤其对独立式砖箍窑洞抗震研究及其抗震加固研究，以及对其提出合理加固方案的研究基本处于空白阶段。 本书主要通过陕西省建筑科学研究院有限公司“传统民居结构安全性能评估与保护”科研团队前期对陕西、山西等5 省份、38 个县区、260 个自然村、4000 多户窑居进行的大量调研，并基于开展的独立式砖箍窑洞振动台试验及其加固模型的振动台试验，结合数值模拟、理论分析与工程实践，分析研究了独立式砖箍窑洞的抗震性能、性态水平及性能指标量化，以及加固后的独立式砖箍窑洞模型的抗震性能、地震破坏模式及性能指标量化，为今后独立式砖箍窑洞修缮保护提供重要理论依据。 本书共分8 章，主要内容包括绪论，独立式砖箍窑洞模型振动台试验方案，独立式砖箍窑洞模型振动台试验现象及结果分析，独立式砖箍窑洞抗震性能有限元分析，独立式砖箍窑洞加固模型结构振动台试验方案，独立式砖箍窑洞加固模型结构振动台试验现象及结果分析，独立式砖箍窑洞振动台抗震加固有限元分析，展望。 本书由陕西省建筑科学研究院有限公司张风亮、周庚敏、王昕岚、孙永民、李凯、李明隽，西安建筑科技大学薛建阳、胡鹏春共同执笔撰写，由张风亮统稿并校阅全书。书中反映了作者及项目组全部成员的研究成果。本书能够顺利完成，还要感谢西安建筑科技大学赵鸿铁教授在研究过程中给予的建设性意见。本书作者向参与本课题研究的成员表示深深的感谢。 本书在编写过程中，参考了大量的国内外文献、同类教材和著作，在此一并致谢。 希望本书能为读者的学习和工作提供帮助，尤其是为传统民居保护、黄土窑洞类革命文物修缮的管理人员和技术人员提供指导性意见。限于作者水平，书中难免有不妥之处，敬请同行专家及广大读者批评指正。 作者 2025 年10 月

目录

目录
前言
1 绪论 1
11 窑洞建筑抗震研究现状 1
111 国外研究现状 1
112 国内研究现状 2
12 窑洞传统民居的抗震加固技术 6
2 独立式砖箍窑洞模型振动台试验方案 7
21 原型结构与试验设备 7
211 原型结构 7
212 试验设备 8
22 缩比模型制备 8
221 相似性设计 8
222 模型材料11
223 模型建造16
23 加载及量测方案18
231 试验加载方案18
232 试验量测方案22
3 独立式砖箍窑洞模型振动台试验现象及结果分析 24
31 试验现象24
32 动力特性分析26
321 传递函数法原理26
322 幅频曲线绘制28
323 动力特性参数分析29
33 动力响应分析33
331 加速度响应分析33
332 位移响应分析38
333 扭转效应分析46
334 基底剪力分析50
335 滞回耗能分析51
34 结构抗震性能评估55
4 独立式砖箍窑洞抗震性能有限元分析 60
41 数值模型的建立60
411 砌体结构建模方法60
412 材料的破坏准则和本构关系61
413 模型建立与材性参数的设置67
42 模态分析71
43 地震响应数值模拟分析73
431 地震波的选取与加载73
432 地震响应比较分析74
44 变参数分析81
441 拱轴线对结构动力响应的影响82
442 覆土厚度对结构动力响应的影响89
443 中腿宽度对结构动力响应的影响92
444 抗推短墙对结构动力响应的影响95
5 独立式砖箍窑洞加固模型结构振动台试验方案 99
51 模型结构加固设计99
52 材料性能 101
521 加固模型结构砂浆强度 101
522 聚丙烯打包带力学性能 102
53 试验模型加固 106
54 试验方案设计 109
541 测点布置 109
542 试验加载方案 111
6 独立式砖箍窑洞加固模型结构振动台试验现象及结果分析 114
61 试验过程和破坏现象 114
62 模型结构动力特性 119
621 自振频率 119
622 阻尼比 120
63 模型加速度反应分析 121
631 加速度反应时程 121
632 加速度放大系数 122
64 模型位移反应分析 135
641 模型位移响应时程分析 135
642 最大位移反应 138
643 位移角 142
65 扭转反应分析 143
66 地震剪力分析 144
67 滞回曲线分析 146
68 耗能分析 147
681 耗能曲线 147
682 耗能评判 148
7 独立式砖箍窑洞振动台抗震加固有限元分析 150
71 有限元模型的建立 150
72 材料本构模型的选取 151
721 塑性损伤模型及破坏准则 151
722 砌体本构模型 152
723 黄土本构模型 154
724 水泥砂浆本构模型 154
725 聚丙烯打包带本构模型 155
73 模态分析 155
74 地震响应数值模拟分析 156
741 地震动输入 156
742 损伤分布 156
743 加速度响应及对比分析 158
744 位移响应及对比分析 159
8 展望 162
参考文献 163