摘要：窑洞建筑作为黄土地带的典型建筑，不但具
有一定的文化价值，同时还具有一定的政治价值，因
此有必要对窑洞的维护与加固进行重视。
关键词：窑洞建筑；结构分析；内力计算
中图分类号：ＴＵ３７５
文献标识码：Ａ
文章编号：１００９－８９８４（２００９）０１－００４６－０３
０ 引言
中国的黄土资源是其他国家无与伦比的，仅在 黄河中游，地跨甘肃、陕西、山西、河南等省的黄土地 带面积高达６３万ｋｍ２，这也为中国传统窑洞建筑提 供了得天独厚的土资源。
万方数据
（１）穹形结构与下端柱体结构之间为铰接，而 柱体结构柱脚与地基的连接视基础类型而定。
（２）穹形结构上部土体（或石体）自重按均匀分 布考虑，经计算取得均值。
（３）窑洞整体的土体（或石体）沿深度方向均匀 分布，计算时可取单位深度进行计算。 １．２计算简图
由以上基本假设可以将窑洞结构分块，上部为 二铰拱，两侧为轴心受压柱，如过柱体中心与穹形拱 中心偏离，则视为偏心受压柱。计算简图如图ｌ。
１３／３３ ４６－４８
长春工程学院学报（自然科学版）２００９年第ｌＯ卷第１期 Ｊ．Ｃｈａｎｇｅｈｕｎ Ｉｎｓｔ．Ｔｅｅｈ．（Ｎｍ．Ｓｅｉ．Ｅｄｉ．），２００９，Ｖｄ．１０，Ｎｏ．１
１兰旦！Ｑ塑：！里！兰
ＣＮ ２２—１３２３／Ｎ
窑洞建筑的结构分析
黄才华，王泽军 （西安建筑科技大学土木工程学院，西安７１｜ｌ¨ｌ ｌｌ¨冯
厂ｃ、
④
ＶＡ
０．５００ ００
ｏ·５００ ００
一
姒·…ｓ眦蚴 矿
ＭＣ
０．０００７０
０．０１８ ９０
乖·ｚ
Ｃ
厂
Ⅺ奈Ｌ／２：ＶＡ至２５０
２５１０三三
Ｖｂ ｆ
．．－■口
Ｐ 小旷ｃⅧ…ＶＡ １．…０００蚴１．００。Ｏ…０ ０１
②
Ｍｃ
—ｏ．０１６ ３７
ｏ．０５３ ６５
口ｌ·ｌ
‘．ｆ≤Ｉ，，７７’石’、、、、ＨＡ ｚ４，。，，
１ 窑洞建筑的结构分析
由于窑洞建筑构造特别所以并没有规范的文献 对其结构进行完整的分析，所以大家都是在用到的 时候，临时考虑如何简化，如何计算。 １．１基本假设
考虑到窑洞建筑结构的构造，进行以下基本 假设：
收稿日期：２００８—１２—２９ 作者简介：黄才华（１９８３一）。男（汉），陕西西安，硕士
主要研究钢筋混凝土结构。
厂ｃ、＼ №墨’ ； 兰三
Ⅵ ｃ
ｉ。厂
剐皂 Ｌ Ａ例 旷Ｇ刈
＝Ｖｃ， 一ａｔｋＮＪ
，。＿０。
ｒ２ｕ．，Ｏ
１专４ ０
Ｉ丽
Ｉ瓶 Ｚ
、＼
Ｖａ（ｋＮ）
４．８３
０
二８
Ａ·
Ｍｃ
一０．３
０
②
Ｎｃ
４．８３
Ｏ
Ｖｃ
Ｏ
０
Ａ Ｎａ墨 ｉ ｉ
参考文献 ［１］建筑结构静力计算手册编写组．建筑结构静力计算手册
［Ｍ】．北京：中国建筑工业出版社，１９９８． 【２］ＧＢ５０００３—２００１，砌体结构设计规范【ｓ］． ［３］ＧＢ５０００９—２００１，建筑结构荷载规范［Ｓ］．
图１计算简图
２ 内力计算 将窑洞建筑结构分为２部分：穹形部分和柱体
部分。穹形部分的应力计算主要包括：穹形结构自 重、顶部土体（或砌体）自重、顶部活荷载、两侧土体 （或砌体）自重、施工活荷载等。柱体部分的应力计 算主要包括：柱体结构自重、上部结构向柱体顶部传 递的集中荷载（穹形结构轴心与柱体轴心位置相同 时为轴心，不同时则为偏心）、柱脚传到地基的应 力。穹形结构按拱来计算。由于拱的类型多样，受 力情况特殊，所以无法得到统一的公式，应力计算结 果可通过查阅静力手册，表１为静力手册关于拱的 内力计算系数，可供参照。 ３算例
ｅ￥５ ｒｅ，ｏｎ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｈａｓ ｃｅｒｔａｉｎ
Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｃａｖｅ ｄｗｅｌｌｉｎｇ
ＨＵＡＮＧ Ｃａｉ—ｈｕａ．ｅｔ ａ１．
（Ｄｅｐｔ．ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，凰’ａｒｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
ｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’口，ｌ ７１００５５，ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃａｖｅ ｄｗｅｌｌｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔａｋｅｓ ｔｈｅ Ｉｏ—
。．，。。，。
口
４．４４ｍ，拱净高１．７５ｍ，拱净宽３．５ｍ，建筑占地约 ９１０ｍ２。窑洞外观概况见图２。
拱，拱高１ ７５０ｍｍ，柱体部分宽分别为：边柱ｌ ２６０ｒａｍ宽和中柱９８０ｍｍ宽。穹形顶部由土石混合 覆盖，高８２０ｍｍ，单个柱体两侧为石砌体，内部填充 土石，砌体块的尺寸为３００ｒａｍ×１２０ｍｍ，砂岩：２３． ６ｋＮ／ｍ３，土石渣：２３ ｋＮ／ｍ３，１０ｃｍ砼自重：２．５ｋＮ／ ｍ３，活荷载查规范得３．５ｋＮ／ｍ３。
按尺寸计算好各自重，结合静力手册计算，内力 计算结果如表２。
４结语
图２中央军委窑洞群外观 此窑洞结构穹形部分厚度为３００ｒａｍ，为半圆
本文结合实例重点讲述窑洞建筑结构这种特殊 结构，由于现存关于窑洞建筑结构设计的资料较少， 故简单介绍了窑洞结构从基本假定到计算验算的过 程，并通过实际工程的应用来证明了此方法的可行 性，现加固过的建筑仍在使用中。
万方数据
结构计算筒图
长春工程学院学报（自然科学版）
表２内力计算结果
控制截面及内力
●． ｆ ｆＩ ｆｆ Ｉ ｆ ｆｔｆ司
厂ｃ、
内力类别 Ｍａ（ｋＮ．ｍ）
ＮａｆｋＮ、
Ｖ８≯
④
Ｎｃ
永久荷载
０ ５２．７
＝
２２·４
２００９，１０（１）
可变荷载 ０
７．１８
＝
０
ｌｌ¨ Ｉ。ｌ。．ＩＩ．１Ｉ习习
Ｎａ（ｋＮ）０
１．５４ ’
但随着世界各国社会、经济、文化“全球化”现 象的日益加强，许多国家都进行了大规模的新城市 建设，中国也不例外，所以城市中一些历史遗留的建 筑、旧城区被进行了改造更新。在赞美新城市快捷、 高效、舒适的同时，却失去了很多永远也无法复得的
东西——历史文脉。这种对城市建设性的破坏，
已经威胁到了城市形态的延续性和城市文化的继承 性。所以对于一些即将破坏甚至倒塌的古窑洞建筑 的维护与加固的问题必须尽快解决。
原军委三局旧址修复工程窑洞位于延安市宝塔
黄才华，等：窑洞建筑的结构分析
４７
区枣园乡裴庄村，南邻延定公路，西面为道路，东面 和北面为居民区，交通便利。
该窑洞於１９３７年建设，分为３部分，面南一排 为五孑乙窑洞，面东面西每排各３孔窑洞，层高均为
结构计算简图
表１拱的内力系数
控制截面及内力
项目
∥２
。
０．１