基于響應(yīng)面法的地坑窯民居結(jié)構(gòu)可靠性分析.pdf

1、地坑窯民居是我國(guó)黃土高原地區(qū)一種獨(dú)有的生土窯居形式,主要分布在豫西地區(qū)、陜西渭北一帶、甘肅東部慶陽地區(qū)、山西南部運(yùn)城地區(qū)。地坑窯民居因地制宜、就地取材、冬暖夏涼,是天然的低碳住宅、生態(tài)住宅、可持續(xù)發(fā)展住宅,在生態(tài)危機(jī)、能源危機(jī)及全球化、城鎮(zhèn)化浪潮下的地方特色危機(jī)日益嚴(yán)重的今天,地坑窯民居這種極具生態(tài)優(yōu)勢(shì)和地方文化特色的民居形式顯得彌足珍貴。
　　 從結(jié)構(gòu)可靠性角度對(duì)在役地坑窯民居進(jìn)行研究和探討,不但可以揭示這種古老地下建筑存在的

2、科學(xué)合理性,還可以為在役地坑窯民居的加固、改造提供依據(jù)。
　　 本文以豫西三門峽地區(qū)的地坑窯民居為研究對(duì)象,通過實(shí)地調(diào)研,在了解掌握其基本形制、建造方法、維護(hù)措施的基礎(chǔ)上,采用有限元法分步模擬了其開挖卸載歷程,研究了地坑窯結(jié)構(gòu)的一般受力變形規(guī)律。在此基礎(chǔ)上,采用極限狀態(tài)插值預(yù)測(cè)法,討論了地坑窯民居結(jié)構(gòu)的極限地面荷載及極限窯腿寬度,對(duì)比分析兩種極限狀態(tài)的發(fā)展歷程,得到了地坑窯民居結(jié)構(gòu)坍塌破壞的內(nèi)在機(jī)理。
　　 本文提出以無

3、量綱指標(biāo)——RPD(窯腿相對(duì)塑性區(qū)深度)度量窯腿塑性區(qū)的發(fā)展程度,并建立了可靠度分析所需的隱式極限狀態(tài)方程。以窯腿寬度B和主窯跨度L為基本隨機(jī)變量,采用響應(yīng)面法并結(jié)合改進(jìn)一次二階矩法、非線性有限元分析最終得到了地坑窯民居結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)β、驗(yàn)算點(diǎn)和失效概率Pf;通過可靠度靈敏性分析,證明窯腿寬度B是影響地坑窯民居結(jié)構(gòu)安全可靠性的控制性因素,為此,在地坑窯民居的改造、維護(hù)、加固過程中,應(yīng)特別注意減小窯腿寬度的波動(dòng)。
　　 實(shí)例分析表