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现浇保温复合墙板热工性能及力学性能研究

作　者: 陈相伟
导　师: 戎贤
学　校: 河北工业大学
专　业: 防灾减灾及防护工程
关键词: 现浇保温复合墙板热工性能力学性能非线性有限元构造措施
分类号: TU364
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着我国建筑总量的持续增长以及人们居住舒适度的不断改善，建筑耗能的问题无疑是与高速发展的经济不协调和起着拖累作用的。它不但加重了国家能源负担，而且已经成为我国经济发张的软肋。同时，建筑高能耗还造成了空气污染、粉尘排放等环境问题。目前，我国已建房屋中，有超过400亿平方米属于高耗能建筑。我国每年建成的房屋面积达到16亿至20亿平方米，而这些新建房屋，有95%以上是高耗能建筑。调查显示，我国单位建筑面积能耗是发达国家能耗的三倍以上，建筑能耗在2002年就已经占到当年全社会社会终端能源消耗的27.6%.对比之下我国建筑能耗的消耗和浪费是十分巨大的。因此为了降低建筑耗能，急需发展绿色建筑节能体系。现浇保温墙板体系是一种新型保温隔热的承重复合剪力墙板体系，该体系具有抗震性能好、保温层耐久性好等优点，是我国墙体改革的一项重大突破，是我国绿色建筑结构体系的必要补充。同时也存在着施工工艺复杂和保温不够理想等缺点。其中插筋的热桥效应对该体系热工性能产生很大影响。本文通热工计算，不同插筋含量的影响程度对比，讨论对如何消弱插筋热桥效应的作用。并对此体系进一步研究，提出进一步建议。通过对现浇保温墙、板的受力性能实验研究和理论分析，分析比较了插筋形式对本体系受剪受弯性能的差异，总结了其影响因素；通过实验数据对比发现垂直插筋的受力能要优于斜插筋。在不等厚结构层墙板中，由于两侧混凝土不等厚，不能有效地协同作用。研究了其两侧不等厚混凝土的裂缝发展以及钢筋的应力应变的变化规律，得出了较厚侧混凝土提供主要抗剪承载力，较薄侧混凝土只起保护层作用的结论。通过大型有限元软件ANSYS对实验进行了模拟对比分析，发现实验结果同模拟的结果相差不大，模拟的荷载位移曲线和试验所得的曲线形状大体相同，裂缝的分布图与试验结果大体相同，结论此有限元模型可以有效模拟该试验。并对此结构体系进行扩展分析。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-12
  1-1 引言  10
  1-2 研究现状  10-12
研究内容  12-13
第二章现浇保温复合墙板受力性能影响试验研究方案  13-27
  2-1 试验目的及研究内容  13
    2-1-1 试验目的  13
    2-1-2 研究内容  13
  2-2 试件的设计及制作  13-22
    2-2-1 受剪试件设计及制作  14-18
    2-2-2 受弯试件设计及制作  18-22
  2-3 试验实施方案  22-24
    2-3-1 受剪承载力试验实施方案  22-23
    2-3-2 受弯承载力试验实施方案  23-24
    2-3-3 所用实验仪器及设备  24
  2-4 试验方法简介  24-25
    2-4-1 受剪承载力试验加载制度  24
    2-4-2 受弯承载力试验加载制度  24-25
  2-5 材料力学性能  25-27
    2-5-1 钢筋  25
    2-5-2 混凝土  25-27
第三章现浇保温墙板热工性能研究  27-35
  3-1 引言  27
  3-2 围护结构热工计算理论依据  27-29
  3-3 热工性能计算公式  29-31
    3-3-1 传热系数计算公式  29-30
    3-3-2 围护结构热惰性系数 D 值计算公式  30-31
  3-4 桥效应的影响  31-33
  3-5 本章小结  33-35
第四章复合剪力墙结构体系的施工技术研究及技术经济分析  35-42
  4-1 现浇保温墙板结构体系经济分析  35-36
  4-2 现浇保温墙板体系可提高住宅性能  36-37
  4-3 混凝土夹芯复合墙板体系及施工方法  37-38
  4-4 现浇混凝土复合剪力墙结构特点  38-41
    4-4-1 现浇复合保温剪力墙结构形式  38-39
    4-4-2 施工材料与设备  39
    4-4-3 模板设计拼装  39-40
    4-4-4 自密实混凝土  40
    4-4-5 后处理  40-41
    4-4-6 质量验收  41
  4-5 本章小结  41-42
第五章现浇保温墙板试验结果分析  42-61
  5-1 现浇保温墙的受剪试验现象分析  42-44
  5-2 荷载位移分析  44-46
  5-3 水平钢筋荷载应变分析  46-47
  5-4 受剪构件俩侧钢筋应力分析  47-48
  5-5 竖向钢筋荷载应变分析  48-49
  5-6 插筋荷载应变分析  49-51
  5-7 平面外受弯试验现象  51-52
  5-8 荷载位移曲线分析  52-55
  5-9 水平钢筋受力对比分析  55-58
  5-10 现浇保温剪力墙插筋荷载应变曲线  58-60
  5-11 本章小结  60-61
第六章现浇保温墙板的有限元分析  61-73
  6-1 有限元的基本理论与分析过程  61-68
    6-1-1 ANSYS产品简介  61
    6-1-2 选取有限元单元  61-62
    6-1-3 有限元模型  62-65
    6-1-4 钢筋混凝土材料的本构关系  65-66
    6-1-5 基本计算参数  66
    6-1-6 网格的划分  66
    6-1-7 非线性求解过程  66-67
    6-1-8 求解要点  67
    6-1-9 关于收敛的一些问题  67-68
  6-2 复合剪力墙有限元模型  68-72
    6-2-1 结构模型  68-69
    6-2-2 有限元计算与试验误差原因分析  69-70
    6-2-3 有限元计算数据分析  70-72
  6-3 本章小结  72-73
第七章结论与展望  73-75
  7-1 结论  73
  7-2 建议  73-75
参考文献  75-77
致谢  77-78
攻读学位期间所取得的相关科研成果  78

现浇保温复合墙板热工性能及力学性能研究

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