福建土楼整体夯土结构轴压承载力的试验研究

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如今,福建土楼的数量急剧减少,究其原因,主要是由于土楼夯土结构承载力降低,从而导致了楼体的倒塌。因此,对福建土楼整体夯土结构轴压承载力进行研究具有重大的意义。本文完成了国内首次对福建土楼缩尺模型的轴压承载力试验,填补了国内有关福建土楼整体夯土结构轴压承载力研究的空白。(1)对福建土楼夯土建筑的使用现状、建筑特点以及受损情况进行介绍,简要概括了土楼的7个建筑特点和11种承载力失效原因。(2)对12座具有代表性的福建土楼进行实地调研,选取了“如升楼”作为本论文的试验模型。调研方法有问卷调查、测量法与实验法3种。调研发现,大多数建房者在建造土楼时往往仅凭经验施工,既有和新建的夯土结构房屋都存在一定程度的安全隐患。(3)通过对比足尺模型和缩尺模型两者之间的特点,同时考虑科研经费、仪器设备、加载空间等限制条件,设计出了3个墙体厚度分别为90mm、120mm、150mm的土楼缩尺模型。夯筑缩尺模型之前进行了试夯工作,试夯采用了4种方法,分别是:直接夯筑、模具涂油、贴塑料膜和贴油性纸。综合对比以上4种夯筑方法及其夯筑效果,最终决定采用在模具表面贴一层油性纸的方法用于土楼缩尺模型的夯筑工作。(4)为了更好地研究福建土楼夯土墙体的物理性能以及抗压性能,对应于3个土楼缩尺模型分别制作了3组立方体夯土试块作为试验研究对象,并对其进行了物理性能和抗压性能分析,得出夯土材料的抗压强度、相对密度、表观密度、含水率、孔隙比以及颗粒级配等材料性能参数,最后将其与原始土楼试块的材料性能进行对比,从而为福建土楼整体夯土结构轴压承载力的试验研究提供相关的数据。(5)采用MTS电液伺服程控结构试验机以及1000kN手动液压千斤顶作为加载装置,对3个土楼缩尺模型进行轴压承载力试验。紧接着对模型的破坏过程进行描述,并对其试验现象、破坏特征进行分析。最后对试验测试数据结果进行分析,包括墙厚-轴压极限承载力关系以及荷载-位移曲线关系。本文的研究成果能够为福建土楼以及其他夯土建筑的轴压承载力的进一步研究提供一定的参考。
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