生土地坑窑是我国一种风格独特的地下建筑形式,是几千年以来我国黄土高原地区人类的智慧和勤劳的结晶,是我国珍贵的建筑文化遗产,且具有“冬暖夏凉”、保温隔热等优良的生态特性,是真正意义上的“绿色低碳建筑”。由于生土地坑窑地上和地下的高差,使得地坑窑民居在出入口的设置上采用了坡道的形式——入口门洞,造就了“见树不见村,见村不见房,闻声不见人”的地下村落景观。入口门洞是连接地坑窑院和塬上地面的唯一枢纽,在生土地坑窑中占据着举足轻重的地位,入口门洞的结构特性将会直接影响人们出入地坑窑院,影响窑住居民的生命财产安全。入口门洞空间多变,受力复杂,构筑方式独特,可是到目前为止,对于生土地坑窑入口门洞的结构性能方面的研究还处于空白。针对现有情况,本文开展了生土地坑窑入口门洞的受力变形规律的研究,并探讨了不同影响因素对入口门洞的受力变形性能的影响。本文依托“十二五”国家科技支撑计划课题——“传统窑居建筑结构安全性能提升关键技术研究”(课题编号:2014BAL06B03),以生土地坑窑的入口门洞为研究对象,主要开展了以下工作:(1)本文通过实地调研归纳总结了豫西地区生土地坑窑的入口门洞的主要形式、风水布局、主要构成部分、各部分构造特点、常见质量病害以及入口门洞的主要营造过程。(2)通过对大量调研数据的汇总分析,获取了生土地坑窑整体计算模型的基本尺寸数据,本课题组在三门峡陕县地区进行了原状黄土探井取样,通过黄土的物理及基本力学性能试验,获取了原状黄土密度、弹性模量、粘聚力和内摩擦角等基本参数,采用有限元数值软件建立生土地坑窑的整体有限元模型,计算分析入口门洞的受力变形规律,找到入口门洞的薄弱部位。(3)为分析过渡空间的覆土厚度对穹顶结构的受力变形影响,建立了过渡空间的上部覆土厚度为1m、1.5m、2m、2.5m的入口门洞,计算并对比分析穹顶结构的受力变形情况,量化分析了过渡空间的覆土厚度对穹顶结构的受力变形影响规律,最后得出过渡空间的覆土厚度为2~3m是较优的选择。(4)为了分析明暗洞交接处拱顶的覆土厚度对暗洞结构的受力变形影响,建立了明暗洞交接处的拱顶覆土厚度为0.5m、1m、1.5m、2m的入口门洞,计算并对比分析暗洞结构的受力变形情况,量化分析了明暗洞交接处的拱顶覆土厚度对暗洞结构的受力变形影响规律,最后得出明暗洞交接处的合理覆土厚度应大于1m,小于2m。(5)为了分析入口门洞的两柱体相交角度对入口门洞的受力变形影响,以两柱体的相交角度为研究变量,建立门洞的两柱体相交角度为60°、90°、120°的入口门洞,计算并对比分析不同相交角度对入口门洞的位移及应力的影响规律,最后得出入口门洞的暗洞两柱体最合适的相交角度为90°。(6)为了分析扩展空间对入口门洞的受力变形影响,在入口门洞的过渡空间附近的三个不同位置建立了同样大小的扩展空间,计算并对比分析了三个不同位置的扩展空间分别单独存在以及均存在时对入口门洞的位移及应力的影响规律。