窑洞建筑的结构分析
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长春工程学院学报（自然科学版）２００９年第ｌＯ卷第１期Ｊ．ＣｈａｎｇｅｈｕｎＩｎｓｔ．Ｔｅｅｈ．（Ｎｍ．Ｓｅｉ．Ｅｄｉ．），２００９，Ｖｄ．１０，Ｎｏ．１
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窑洞建筑的结构分析
黄才华，王泽军
（西安建筑科技大学土木工程学院，西安７１００５５）
摘要：窑洞建筑作为黄土地带的典型建筑，不但具有一定的文化价值，同时还具有一定的政治价值，因此有必要对窑洞的维护与加固进行重视。关键词：窑洞建筑；结构分析；内力计算中图分类号：ＴＵ３７５
文献标识码：Ａ
（１）穹形结构与下端柱体结构之间为铰接，而柱体结构柱脚与地基的连接视基础类型而定。
（２）穹形结构上部土体（或石体）自重按均匀分布考虑，经计算取得均值。
（３）窑洞整体的土体（或石体）沿深度方向均匀分布，计算时可取单位深度进行计算。１．２计算简图
文章编号：１００９－８９８４（２００９）０１－００４６－０３
０
引言
中国的黄土资源是其他国家无与伦比的，仅在
由以上基本假设可以将窑洞结构分块，上部为二铰拱，两侧为轴心受压柱，如过柱体中心与穹形拱中心偏离，则视为偏心受压柱。计算简图如图ｌ。
黄河中游，地跨甘肃、陕西、山西、河南等省的黄土地带面积高达６３万ｋｍ２，这也为中国传统窑洞建筑提供了得天独厚的土资源。
但随着世界各国社会、经济、文化“全球化”现象的日益加强，许多国家都进行了大规模的新城市建设，中国也不例外，所以城市中一些历史遗留的建筑、旧城区被进行了改造更新。在赞美新城市快捷、高效、舒适的同时，却失去了很多永远也无法复得的
图１计算简图
２
东西——历史文脉。这种对城市建设性的破坏，
已经威胁到了城市形态的延续性和城市文化的继承性。所以对于一些即将破坏甚至倒塌的古窑洞建筑的维护与加固的问题必须尽快解决。
１
内力计算
将窑洞建筑结构分为２部分：穹形部分和柱体
部分。穹形部分的应力计算主要包括：穹形结构自重、顶部土体（或砌体）自重、顶部活荷载、两侧土体（或砌体）自重、施工活荷载等。柱体部分的应力计算主要包括：柱体结构自重、上部结构向柱体顶部传
窑洞建筑的结构分析
由于窑洞建筑构造特别所以并没有规范的文献
递的集中荷载（穹形结构轴心与柱体轴心位置相同时为轴心，不同时则为偏心）、柱脚传到地基的应力。穹形结构按拱来计算。由于拱的类型多样，受力情况特殊，所以无法得到统一的公式，应力计算结果可通过查阅静力手册，表１为静力手册关于拱的内力计算系数，可供参照。
对其结构进行完整的分析，所以大家都是在用到的时候，临时考虑如何简化，如何计算。１．１基本假设
考虑到窑洞建筑结构的构造，进行以下基本假设：
收稿日期：２００８—１２—２９
作者简介：黄才华（１９８３一）。男（汉），陕西西安，硕士
主要研究钢筋混凝土结构。
３算例
原军委三局旧址修复工程窑洞位于延安市宝塔
黄才华，等：窑洞建筑的结构分析
４７
区枣园乡裴庄村，南邻延定公路，西面为道路，东面和北面为居民区，交通便利。
该窑洞於１９３７年建设，分为３部分，面南一排为五孑乙窑洞，面东面西每排各３孔窑洞，层高均为
表１拱的内力系数
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结构计算简图
控制截面及内力
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拱，拱高１７５０ｍｍ，柱体部分宽分别为：边柱ｌ２６０ｒａｍ宽和中柱９８０ｍｍ宽。穹形顶部由土石混合覆盖，高８２０ｍｍ，单个柱体两侧为石砌体，内部填充土石，砌体块的尺寸为３００ｒａｍ×１２０ｍｍ，砂岩：２３．６ｋＮ／ｍ３，土石渣：２３ｋＮ／ｍ３，１０ｃｍ砼自重：２．５ｋＮ／ｍ３，活荷载查规范得３．５ｋＮ／ｍ３。
按尺寸计算好各自重，结合静力手册计算，内力计算结果如表２。
４结语
本文结合实例重点讲述窑洞建筑结构这种特殊结构，由于现存关于窑洞建筑结构设计的资料较少，
图２中央军委窑洞群外观
故简单介绍了窑洞结构从基本假定到计算验算的过程，并通过实际工程的应用来证明了此方法的可行
此窑洞结构穹形部分厚度为３００ｒａｍ，为半圆
性，现加固过的建筑仍在使用中。
长春工程学院学报（自然科学版）
表２内力计算结果
控制截面及内力
结构计算筒图
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参考文献
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窑洞建筑的结构分析
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
黄才华， 王泽军， HUANG Cai-hua， WANG Ze-jun西安建筑科技大学土木工程学院,西安,710055
长春工程学院学报（自然科学版）
JOURNAL OF CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY(NATURAL SCIENCE EDITION)2009,10(1)1次
参考文献(3条)
1.《建筑结构静力计算手册》编写组 建筑结构静力计算手册 19982.GB 50003-2001.砌体结构设计规范3.GB 50009-2001.建筑结构荷载规范
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