窑洞建筑的结构分析
陕北窑洞的形式和技术解析
陕北窑洞的形式和技术解析——建筑科学基础2课程作业班级：城市规划0802班姓名：王璐学号：19指导老师：岳鹏摘要：陕北窑洞是一种传统特殊的民居建筑形式，它以成为陕北的一种符号与象征。
它特殊的建造工艺，使其具有节能、节地、环保又经济适用，而它所具有的独特的文化和建筑内涵，又表现了传统建筑之美。
其独特的“天人合一”环境思想有对现代的建筑具有积极地借鉴意义。
本文通过对陕北窑洞建造方式、布局形式、功能需求等方面进行介绍，从中发掘出这种建筑形式在生态环境、精神内涵、文化底蕴等深层次方面的价值，帮助今后对不同建筑类型的学习及认识。
关键词：窑洞民居生土建筑生态建筑Abstract：The cave dwelling in Northern Shaanxi Province is a traditional and special residence type。
It has become a symbol of Northern Shaanxi. Its special build process make it not only could save energy and land but also environmental and worthwhile. Its special culture and architecture connotation also perform the beauty of traditional architecture. The environmental view point of “HARMONY” will have actively reference of modern architecture. This article will introduction the way of build, the form of layout and the function of the cave dwelling. Form those we can find this architectural form have many important values in ecological environment、spirit connotation and culture. It can help me understand different type of architecture.Key words: cave dwelling dwellings generates building ecological building正文：窑洞式住宅是陕北甚至整个黄土高原地区较为普遍的民居形式。
民居建筑分析之窑洞PPT(36张)
窑洞的生态性：
窑洞的有效空间是向地 下黄土层索取的，不破坏生 态，不占用良田；建筑材料 多为砖土，生态环保。
它强调人与自然的和 谐，建筑与自然的和谐。
窑洞的平面组合
窑洞以单孔窑为主，有两窑并联，三窑并联、套窑、 拐窑、母子窑等多种形式。
窑洞民居以单孔窑洞为基本单位，靠崖式窑洞只能平列 ，当需要多室时，则需要深向发展或横向打洞。
方黄土地区。
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进入村内只闻人言笑语，鸡鸣 马欢，却不见村舍房屋，所谓“
见树不见村，进村不见人”。
窑洞以一户一院的形式最 基本，也是最常见的形式。
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为了防止地面的雨水流入院内， 保护人畜安全，避免地面上行人 掉入院内。地坑院上通常沿院顶
砌筑约40-80公分的花围墙
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窑洞入口坡道以砖石铺
这种窑洞的作法是：先就地挖下一个方形地坑，然后再向四壁凿洞， 形成一个四合院。人在平地，只能看见地院树梢，不见房屋。
根据窑洞的下沉幅度可以将其分为平地型、半下沉型和全下沉型三种 形式。
下沉式窑洞（地窑）
缺点：
潮湿；窑洞上方不能种植物 ，浪费土地
优点： 建筑寿命长；冬暖夏凉；防
火性强；抗震性好；是最环保 和生态的建筑形式之一。
楼上较干燥，可 以居住，楼下可 以储物，功能布 局较好。楼梯多 留在户外。
河南巩义市有很 多这种窑洞，当 地称为“天窑”。
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装饰风格
窑洞的细部装饰，从立面到平面，从大门到室内，实际上是一种 匠工艺术。石作、砖作、木作、纸作是主要的几个方面。石作和砖作 从石狮、抱鼓石、石础、影壁，直到立面的拱头线、挑檐、女儿墙等 ，多精雕细刻成以福、禄、寿为题材的吉祥图案。木作则集中于门楼 举架雕刻、窗棂纹样等方面。这里所说的纸作是以窗花、窑顶花、炕 围画、吊帘、门神等可临时更换的装饰。每遇春节，红色的对联、窗 花等点缀在青灰色的背景间，另是一番景致。
窑洞的基本特征
窑洞的基本特征一、引言窑洞，又称地洞、地窖，是中国古代农村地区常见的一种传统住宅形式。
窑洞的基本特征包括建筑结构、功能用途、气候适应性等方面。
本文将从这些方面对窑洞的基本特征进行介绍。
二、建筑结构窑洞的建筑结构一般由土壤、石材或砖石等材料构成。
通常采用挖掘地面并搭建屋顶的方式建造，形成一个半地下式的住宅空间。
窑洞的墙壁和屋顶由土壤或石材堆砌而成，具有较好的保温和隔热性能。
窑洞的入口通常位于地面上，通过楼梯或斜坡进入。
三、功能用途窑洞主要用于居住，也可用作仓库、地窖等。
窑洞的低温、湿度较低的特点使其适合储存粮食、蔬菜等物品。
此外，窑洞还能提供一定程度的防御功能，对于农村地区的居民来说具有重要的保护作用。
四、气候适应性窑洞的建筑结构和材料选择使其具有较好的气候适应性。
窑洞的半地下式结构可以降低室内温度的波动，保持相对稳定的温度。
窑洞的墙壁和屋顶具有良好的保温性能，可以在冬季保持室内温暖，在夏季保持相对凉爽。
五、地理分布窑洞主要分布在中国的北方地区，如陕西、河南、山西等省份。
由于北方地区气候条件较为恶劣，窑洞成为当地人们居住的首选。
此外，窑洞在中国古代农村地区也比较常见，如江南、华北等地也有一定数量的窑洞存在。
六、优点与挑战窑洞的优点在于其建筑结构简单、成本低廉，适应性强等。
窑洞的建造不需要大量的材料和技术，普通农民也能够进行建造。
窑洞具有良好的保温和防御功能，可以满足人们的基本居住需求。
然而，窑洞也存在一些挑战，如室内采光不足、通风不畅等问题，需要进一步改进和完善。
七、窑洞的现代变革随着科技和社会发展，窑洞也在不断发生变革。
一方面，现代窑洞在建筑结构、材料选择上进行了改进，更加注重舒适度和环保性。
另一方面，窑洞也被赋予了新的功能，如文化创意产业、旅游观光等，使其成为一种具有经济价值和文化价值的建筑形式。
八、结语窑洞作为中国古代农村地区的传统住宅形式，具有独特的建筑特征和适应性。
窑洞的建筑结构、功能用途、气候适应性等方面都体现了人们对环境的智慧利用和对生活的需求。
结构类型 窑洞
结构类型窑洞窑洞，是中国黄土高原地区一种独特的居住形式，是中华民族传统建筑艺术的瑰宝。
它深藏于厚厚的黄土层之中，与大地浑然一体，承载着丰富的历史文化和民族情感。
窑洞不仅是一种居住空间，更是一种生活哲学和自然观念的体现。
一、窑洞的结构特点窑洞的结构类型主要分为靠崖窑、地坑窑和锢窑三种。
靠崖窑是直接在黄土崖壁上挖凿而成的，充分利用了崖壁的稳定性，减少了对地面资源的占用。
地坑窑则是在地面以下挖出一个方形的深坑，再在坑壁上挖出窑洞，这种窑洞冬暖夏凉，具有良好的保温效果。
锢窑则是一种用砖石等材料砌成的窑洞，虽然材料不同，但依然保持了窑洞的基本结构特点。
二、窑洞的建造工艺窑洞的建造过程充满了劳动人民的智慧。
首先，选址是至关重要的一步，需要选择黄土层较厚、地势较高、向阳且避风的地方。
然后，开始挖掘工作，用简单的工具和人力一点点地挖出窑洞的形状。
在挖掘过程中，匠人们会根据黄土的质地和湿度，不断调整挖掘的角度和深度，确保窑洞的稳固和安全。
最后，对窑洞进行内部装修和装饰，使其既美观又实用。
三、窑洞的文化内涵窑洞不仅是一种居住形式，更是一种文化的象征。
它体现了黄土高原人民对自然的敬畏和尊重，以及对生活的热爱和追求。
在窑洞里，人们与自然和谐共生，享受着大自然的恩赐。
同时，窑洞也是黄土高原地区人民智慧和创造力的结晶，展现了他们对生活的独特理解和审美追求。
四、窑洞的现代价值在现代社会，窑洞依然具有一定的实用价值和文化意义。
首先，作为一种绿色建筑形式，窑洞具有节能、环保、可持续等特点，对于推动绿色建筑的发展具有重要意义。
其次，窑洞作为一种文化遗产和历史记忆，对于传承和弘扬中华优秀传统文化具有重要作用。
此外，窑洞还可以作为一种旅游资源进行开发，吸引游客前来参观和体验，促进当地经济的发展。
总之，窑洞是中国黄土高原地区一种独特的居住形式和文化现象。
它不仅具有独特的结构特点和建造工艺，还蕴含着丰富的文化内涵和现代价值。
在今天这个快速发展的时代里，我们应该更加珍惜和保护这一传统建筑形式让它在现代社会中焕发新的光彩。
窑洞抗震构造措施
窑洞抗震构造措施引言窑洞是中国古代一种特殊的建筑形式，其具有独特的抗震性能。
然而，由于窑洞的结构特点及其在地震中的表现，我们在设计和建造窑洞时需要采取一系列的抗震构造措施来提高其抗震性能，保障建筑的安全性。
本文将对窑洞抗震构造措施进行详细讨论。
窑洞的结构特点窑洞是一种地下建筑形式，通常以半地下室和半地上的方式建造，具有以下几个结构特点：1.地下部分：窑洞的地下部分一般采用多层次的建筑形式，以增加结构的稳定性和承载能力。
2.半地上部分：窑洞的半地上部分通常由砖石、石材等材料建造，形成拱顶或穹窿结构。
这种结构形式能够均匀分散地震作用的力量，提高抗震性能。
3.刚性承重结构：窑洞采用坚固的石材或砖石等材料建造，其自身具有较高的抗震能力。
窑洞抗震构造措施为了提高窑洞的抗震性能，我们需要采取如下的抗震构造措施：1. 加固基础窑洞的基础是保证其稳定性和抗震性的重要组成部分。
为了加固基础，我们可以采用以下方法：•增加基础的面积，以增加承载能力和稳定性。
•使用钢筋混凝土加固基础，以提高其抗震能力。
2. 加强墙体结构窑洞的墙体结构是其抗震性能的重要组成部分。
为了加强墙体结构，我们可以采用以下方法：•加固墙体的连接处，使用钢筋等材料加固墙体的横向连接，增加其整体刚度。
•在窑洞的内部设置抗震支撑结构，增加墙体的耐震能力。
3. 设计合理的拱形结构窑洞采用拱形结构的半地上部分能够均匀分散地震作用的力量，提高其抗震性能。
为了设计合理的拱形结构，我们可以采用以下方法：•使用优质的石材或砖石建造拱顶，以增加其承载能力和耐震能力。
•设计合理的拱顶几何形状和尺寸，以提高其稳定性。
4. 加强屋顶结构窑洞的屋顶结构也是其抗震性能的重要组成部分。
为了加强屋顶结构，我们可以采用以下方法：•使用高强度的建筑材料，如砖石、钢筋混凝土等，以增加屋顶的承载能力。
•设计合理的屋顶形式，如圆顶、拱顶等，以提高其抗震性能。
结论通过采取上述的窑洞抗震构造措施，我们可以提高窑洞的抗震性能，保障其在地震中的安全性。
窑洞结构特点
窑洞结构特点
窑洞是一种古老的建筑结构，这种类型的建筑源于中国的河南地区。
窑洞的结构形式是在一个沟里，由土坯和泥土组成。
该结构定义了窑洞的不同部分，比如门厅、厢房、客厅、厨房等。
这种结构让建筑能够更好地适应各种地形和温度，以及灾难的威胁。
窑洞的特征在于沟壑和砌筑形式，这些结构能够减少建筑物受到冷热温差影响时产生的冲击，从而保护窑洞内部的空间。
窑洞的墙体一般是由土坯和泥土，大约10厘米厚，并且用大量的沙子和草膏涂
抹在外侧，以保护墙壁免受空气的侵蚀。
这种多层次的结构能够起到隔热的作用，可以改善建筑内部的温度，以及室内的湿度。
窑洞的墙体上还有一些装饰，这些装饰主要是采用木材雕刻而成，可以装饰门厅、厢房等空间。
此外，窑洞的屋顶由砖和屋檐叠加而成，拥有良好的隔音效果，可以防止声音传播。
在汉代，窑洞开始被用作学校、庙宇和商店，也开始使用砖瓦和木材来修建窑洞结构，形成窑洞建筑的复杂形态。
除了结构特点，窑洞的文化特色也有很多。
许多窑洞建筑都有传统的民间文化，比如开幕活动、节日庆典、家庭传统活动等。
这些窑洞建筑更多地表达了当代文化，阐述了不同地区文化遗产的多样性。
总而言之，窑洞是一种古老而独特的建筑结构，它们的结构特征使它们更加适应环境，能够保护建筑内部的空间，以及装饰墙体和屋顶，还可以文化遗产的多样性得以表达。
正是这些建筑的特点，使得窑洞建筑仍然占据着中国传统建筑的一席之地。
浅析陕西窑洞
浅 析 陕 西 窑 洞毛文颜（西南民族大学化学与环境保护工程学院2002级城市规划班 2005.11.9）摘要[1]：陕西窑洞主要分布在陕北，指陕西省延安、榆林等地的窑洞式住宅。
它建在黄土高原的沿山与地下，是天然黄土中的穴居形式，冬暖夏凉，不破坏生态，不占用良田，是经济省钱的建筑方式。
陕北窑洞有靠山土窑、石料接口土窑、平地石砌窑多种，一般城市里以石、砖窑居多， 而农村则多是土窑或石料接口土窑。
主要形式有地坑窑、沿崖窑、锢窑。
窑洞的布局十分灵活，多随地势挖掘，无固定的朝向，由成排的圆拱组成重重叠叠、高低错落的村落。
关键词：地坑窑 沿崖窑 锢窑 窑院1 中国传统民居的地下空间环境[2]（1）与大地相联系 生土窑洞的院子、土坯、间楼都是用生土夯打或土坯砌筑的，有的整个村庄建在地下，是建筑生根于大地的典型代表，其自然风格与乡土气息充分体现了敦厚朴实的性格。
（2）冲沟里的村庄与水土保持 在冲沟中进行村落建设，以改善黄土高原的环境，控制水土流失。
（3）地下村庄、文明建筑 生土窑洞民居可分为地坑式、沿崖式及土坯拱式三种。
地坑式是地面上挖坑，坑内三面或四面开凿窑洞居住；沿崖式是沿山边及沟边开凿窑洞，不占耕地，节约良田；土坯拱式以土坯拱后覆土保温，是建在地面上的窑洞。
三种窑洞不论是地段的利用、院落的划分、上下层的交通联系、采光通风及排水方式等，都有很巧妙的处理方法。
（4）地下空间 地下窑洞的组合保持了北方传统四合院正房三间的格局，有厨房和贮存粮食的仓库、饮水井和渗水井以及饲养牲畜的棚栏，形成了一个舒适的地下庭院。
地下民居体现了特殊功能与低造价的统一，无内衬的黄土窑洞约为一般地面建筑造价的1／10。
在人与自然的关系中表现了人工与自然的结合，窑洞受自然条件和环境的支配，人工融于自然之中。
（5）明暗的图案 在窑洞式民居中，由地上的门楼通过隧洞渐次地进入地下庭院的过程，光的明暗变化具有明显的导向作用。
（6）闪烁的光线 为什么人们感到透过晃动的树叶或花格窗的光线非常美？是因为过于强烈的直接光产生强烈的明暗对比，给人以不快感；以暗墙为背景的窗边角处有炫咣，树叶或花格窗减少刺眼的炫光；透过小尺度的图案有特殊的视觉效果。
窑洞
地区分布
我国是一个窑居比较普遍的国家，从新疆吐鲁番、喀什， 甘肃兰州、敦煌、平凉、庆阳、甘南，宁夏银川、固原， 陕西乾县、延安，山西临汾、浮山、平陆、太原，河南郑 州、洛阳、巩县以及福建龙岩、永定和广东梅县等地区。 陕西窑洞主要分布在陕北，指陕西省延安、榆林等地的窑 洞式住宅。它建在黄土高原的沿山与地下，是天然黄土中 的穴居形式，因其具有冬暖夏凉，不破坏生态，不占用良 田，经济省钱等优点，被当地人民群众广泛采用。陕北窑 洞有靠山土窑、石料接口土窑、平地石砌窑多种，一般城 市里以石、砖窑居多，而农村则多是土窑或石料接口土窑。 主要形式有地坑窑、沿崖窑、锢窑。
中国建筑文化——窑洞
辽宁科技学院 徐婕
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窑洞简介 地区分布 类型分类 窑洞内部 窑洞优点 发展变化
窑洞简介
• 窑洞是一种民居建筑形式，是中国大陆黄土高原地区的特 色建筑。主要特点是顶上覆土，内部下面方型上面拱型 （应天圆地方之说）。多数后面比前面稍窄，呈喇叭形。 常见的单间窑洞宽3.5米左右，高3-4米，深5-9米。前面 有木结构、带门和格子窗的外壁。内部墙面上抹泥、熟石 灰或掺石灰的泥，还可以贴纸和窗花进一步装饰。窑洞前 的地面平整后，在周围围以土墙。 • 窑洞是中国西北黄土高原上居民的古老居住形式，这一 “穴居式”民居的历史可以追溯到４千多年前，那时人们 便开始依黄土凿洞安身。过去，一位农民辛勤劳作一生， 最基本的愿望就是修建几孔窑洞。有了窑娶了妻才算成了 家立了业。男人在黄土地上刨挖，女人则在土窑洞里操持 家务、生儿育女。窑洞是黄土高原的产物、陕北农民的象 征，它沉积了古老的黄土地深层文化。
类型分类
窑洞一般有靠崖式窑洞，下沉式窑洞、独立式等形式，其中靠 山窑应用较多，它是建筑在山坡，土原边缘处，常依 山向上呈现 数级台阶式分布，下层窑顶为上层前庭，视野开阔。下沉式窑洞 则是就地挖一个方形地坑，再在内壁挖窑洞，形成一个地下四合 院。
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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
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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
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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。
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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
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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
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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
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