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重新审视生土居住建筑在处理人与自然、资源能源关系方面的生态建筑观念和技术经验,寻求改善生土居住建筑室内环境和提高生土建筑质量的技术途径,对传统居住建筑的基础研究和发展有着重要意义。 生土建筑从形式上分为掩土建筑、土坯建筑、夯土建筑,其中夯土建筑为我国西部地区(陕西、云南、新疆、甘肃、宁夏、青海)至今广大乡村广为采用的一种居住建筑形式。 本文从夯土建筑的结构体系分析出发,结合不同地域建筑特征,针对夯土建筑所用夯土材料的力学性质、耐久性质以及夯土材料的改性问题进行了系统地研究。 通过对夯土混合结构受力特征分析,首次提出准刚性方案的设计概念,参照其它规范,针对不同层数、夯土性质,提出夯土墙体结构设计可采用的两种方法,并给出夯土承重墙抗压承载力计算表达式及关键参数。 通过对影响夯土墙体材料性能内外因素的综合分析,在南北不同地区土质性能指标测定的基础上,对夯土材料抗压强度进行了大量试验,考虑到未改性夯土难以满足承重夯土构件的各种性能要求,本文首次进行了较为全面的夯土改性试验,包括单掺、复掺以及优化等试验,得到了改性材料与最佳性能对应的品种及合理掺量。试验表明,复掺优化改性技术是提高夯土材料抗压强度有效途径。应用模糊数学方法首次提出了夯土墙体材料抗压强度预测公式,为控制和评价夯土建筑承重墙体材料的质量提供了科学指导依据。 在归纳前人对土体材料本构关系理论研究基础上,依据大量试验数据得到夯土及改性夯土材料等效荷载与变形分布曲线,利用计算机软件首次建立了夯土材料单轴受压应力-应变本构模型。 通过对夯土及改性夯土材料进行反复加卸荷试验,分析了夯土材料弹性范围的应力变化,首次定量地提出了承重夯土材料的弹性模量取值范围。为夯土墙构件的刚度计算提供了参考依据。