寧夏生態(tài)移民住宅抗震性能及能源自維持特性研究.pdf

1、我國農(nóng)村住宅多數(shù)為自建，抗震能力十分薄弱。近些年的汶川地震、玉樹地震及雅安地震等數(shù)次破壞性大震都發(fā)生農(nóng)村，建筑毀壞極為嚴(yán)重，造成大量人員傷亡和巨大財產(chǎn)損失。同時，我國農(nóng)村建筑的節(jié)能發(fā)展落后，居住舒適性差，能源消耗十分巨大。因此，研究農(nóng)村抗震節(jié)能一體化建筑對于提升結(jié)構(gòu)安全性、解決農(nóng)村能源消耗量大等問題都具有重要的戰(zhàn)略意義。
　　和順新村生態(tài)移民住宅是節(jié)能抗震一體建筑，是寧夏“十二五”生態(tài)移民示范點，也是我國新農(nóng)村建設(shè)代表之一。生態(tài)移

2、民住宅是經(jīng)過統(tǒng)一規(guī)劃和設(shè)計的，結(jié)構(gòu)依據(jù)抗震規(guī)范進(jìn)行抗震設(shè)計，設(shè)置抗震構(gòu)造措施，滿足“小震不壞，中震可修”的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)；節(jié)能方面是在圍護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的基礎(chǔ)上又最大化的利用當(dāng)?shù)氐?、天然的可再生能源來?yōu)化住宅能源結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)節(jié)能目的。
　　本課題組承擔(dān)了“十二五”國家科技支撐計劃課題（課題編號：2013BAL01 B04），和順新村生態(tài)移民住宅為本課題組選定的示范點。本文依托課題對和順新村生態(tài)移民住宅展開研究，分別采用 Ansys軟件建立三

3、維有限元實體模型和DesignBuilder軟件建立熱工分析模型，對其進(jìn)行抗震性能及能源自維持特性的研究。具體研究工作如下：
　　（1）建立生態(tài)移民住宅三維實體模型，釆用分塊蘭索斯法對其進(jìn)行模態(tài)分析，得到結(jié)構(gòu)的頻率和振型特征。結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)的基本周期和地震動的卓越周期相差很大，可以有效避免共振的不利現(xiàn)象；且結(jié)構(gòu)縱向剛度略小于橫向剛度，剛度差很小，不易激發(fā)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，結(jié)構(gòu)平面布置合理。
　?。?）選擇適合寧夏銀川場地條件的三條地

4、震波分別沿縱橫向?qū)Y(jié)構(gòu)進(jìn)行罕遇地震作用下的時程分析，得到其位移及加速度響應(yīng)。結(jié)果表明，山墻中部墻體是整個結(jié)構(gòu)最薄弱的部位；結(jié)構(gòu)在8度大震作用下達(dá)到中等破壞水平，結(jié)構(gòu)局部進(jìn)入塑性狀態(tài)，局部墻體有明顯的塑性變形，但遠(yuǎn)沒有達(dá)到倒塌破壞的程度，抗震性能良好，滿足“大震不倒”的抗震設(shè)防目標(biāo)。
　?。?）采用能耗模擬軟件建立生態(tài)移民住宅和普通農(nóng)宅的熱工數(shù)值模型進(jìn)行對比，得到兩種建筑的能耗情況。研究表明，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用節(jié)能措施的和順新村生態(tài)移民住

5、宅與普通農(nóng)宅相比節(jié)能14.2％，在此基礎(chǔ)上充分合理地利用當(dāng)?shù)氐目稍偕茉?，傳統(tǒng)能源節(jié)能率達(dá)到69.6%。
　?。?）通過分析生態(tài)移民住宅的能耗模擬結(jié)果及其可再生能源利用情況，得到生態(tài)移民住宅的可再生能源利用占住宅總能耗的77.3%，遠(yuǎn)高于寒冷地區(qū)普通農(nóng)宅36%的比例，表明生態(tài)移民住宅能源自維持特性較好。
　　（5）生態(tài)移民住宅單體住宅經(jīng)過圍護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和可再生能源利用后，節(jié)能效果良好，分析結(jié)果表明整個和順新村生態(tài)移民示范村每年