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钢筋网架-混凝土组合夹芯墙板性能研究

作　者: 王振龙
导　师: 周广春；王伟
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 工程力学
关键词: 组合夹芯墙板抗弯承载力抗压承载力热工性能有限元
分类号: TU551
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

建筑节能是建设领域贯彻科学发展观，建设资源节约型、环境友好型社会的重大举措，是实现社会经济可持续发展的重要组成部分。提高建筑维护结构的保温性能是推广建筑节能的重要体现。近几年来，新型墙体材料和节能住宅建筑体系如雨后春笋般发展起来，但截止目前在全国新型墙体材料和节能住宅建筑体系使用的比率还不高,目前已有的新型墙体材料和节能住宅建筑体系都还存在诸如保温层开裂、渗漏、腐蚀、老化、寿命低于建筑物寿命等耐久性问题和未能很好解决冷桥等问题而在推广方面受到制约。因此,研究和开发新型节能住宅体系是十分必要和有意义的。本文研究一种集保温、承重功能于一体的构建建筑结构性能优良的夹芯板——钢筋网架—混凝土组合夹芯墙板的主要性能。首先，本文进行2个受弯试件的单调静载试验，得到楼面板和屋面板的挠度曲线、极限承载力等性能；然后采用有限元分析软件ANSYS对等尺寸的受弯楼板试件进行非线性有限元建模分析，将各试件的试验结果与有限元分析结果作对比分析，结果表明WZ组合墙板具有良好的抗弯承载能力，可以满足作为屋面板、楼面板的使用功能。其次，进行2个轴心受压试件和1个偏心受压试件的单调加载试验，分别研究组合板的轴心受压和偏心受压等力学性能；并基于有限元分析软件ANSYS对等尺寸的受压墙板进行非线性有限元建模分析，对各试件的试验结果与有限元分析结果作对比分析，分析表明该组合墙板受压性能良好，具有很好的协同工作能力。最后，进行2个热工性能试验研究组合墙板的保温性能，并与有限元分析结果作对比分析，分析表明该组合板保温性能良好，满足国家规定的建筑节能保温的要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-17
  1.1 建筑节能的基本概念及意义  10-11
  1.2 国内外研究与应用概况  11-15
    1.2.1 国外组合墙板的研究与应用情况  11
    1.2.2 国内组合墙板的研究与应用情况  11-14
    1.2.3 国内混凝土夹芯复合墙板的研究现状  14-15
  1.3 钢筋网架—混凝土组合夹芯墙板研究现状  15-16
  1.4 本文研究的主要内容  16-17
第2章 WZ 组合板试验设计方案  17-25
  2.1 引言  17
  2.2 试件的设计制作  17-18
  2.3 试验方案  18-21
    2.3.1 受弯性能试验加载方案  18-19
    2.3.2 受压性能试验加载方案  19-21
  2.4 试验测试内容、仪器及方法  21-24
    2.4.1 测试内容  21
    2.4.2 位移和应变测点的布置及测试仪器和方法  21-24
  2.5 开裂荷载和承载力极限荷载的确定  24
  2.6 本章小结  24-25
第3章钢筋网架-混凝土组合夹芯楼板受弯性能试验及有限元分析  25-46
  3.1 引言  25
  3.2 受弯试件 LB 的试验现象及结果分析  25-30
    3.2.1 试验概况  25-26
    3.2.2 试验过程及现象  26-27
    3.2.3 试验数据分析  27-30
  3.3 受弯试件 W M1 的试验现象及结果分析  30-34
    3.3.1 试验概况  30
    3.3.2 试验过程及现象  30-32
    3.3.3 试验数据分析  32-34
  3.4 有限元分析的基本理论  34-38
    3.4.1 有限元法一般的求解过程  34-36
    3.4.2 钢筋混凝土材料非线性理论  36
    3.4.3 混凝土的破坏准则  36-37
    3.4.4 混凝土开裂的数学模型  37-38
    3.4.5 钢筋与混凝土粘结的数学模型  38
  3.5 WZ 组合楼板有限元建模  38-41
    3.5.1 模型的基本假定  39
    3.5.2 模型单元类型  39
    3.5.3 基本计算参数  39-40
    3.5.4 荷载和边界条件  40
    3.5.5 有限元模型的建立  40-41
  3.6 WZ 组合楼板受弯性能有限元计算结果分析  41-44
    3.6.1 受弯试件荷载—挠度曲线比较  41-43
    3.6.2 受弯试件荷载—应变曲线比较  43-44
  3.7 本章小结  44-46
第4章钢筋网架-混凝土组合夹芯墙板的受压性能试验及有限元分析  46-63
  4.1 引言  46
  4.2 轴心受压试件 N Qp 的试验现象及结果分析  46-50
    4.2.1 试验概况  46-47
    4.2.2 试验过程及现象  47-49
    4.2.3 试验数据分析  49-50
  4.3 轴心受压试件 W Q p1 的试验现象及结果分析  50-54
    4.3.1 试验概况  50-51
    4.3.2 试验过程及现象  51-53
    4.3.3 试验数据分析  53-54
  4.4 偏心受压试件 W Q p2 的试验现象及结果分析  54-57
    4.4.1 试验概况  54-55
    4.4.2 试验过程及现象  55-56
    4.4.3 试验数据分析  56-57
  4.5 WZ 组合墙板受压性能有限元分析  57-61
    4.5.1 WZ 组合墙板有限元模型的建立  57-58
    4.5.2 WZ 组合墙板受压性能有限元计算结果分析  58-61
  4.6 本章小结  61-63
第5章钢筋网架-混凝土组合夹芯墙板热工性能试验及有限元分析  63-73
  5.1 引言  63
  5.2 热分析理论介绍  63-66
    5.2.1 传热学经典理论  63-64
    5.2.2 热工计算基本理论  64-66
  5.3 ANSYS 有限元软件热分析模块  66-67
    5.3.1 ANSYS 热分析理论简介  66-67
    5.3.2 ANSYS 热分析的方法步骤  67
  5.4 WZ 组合墙体热工性能试验  67-69
    5.4.1 试件简介  67-68
    5.4.2 试验装置和方案介绍  68-69
    5.4.3 试验结果分析  69
  5.5 WZ 组合墙板热工性能有限元分析  69-72
    5.5.1 模型建立  69
    5.5.2 单元选择  69-70
    5.5.3 材料参数  70
    5.5.4 施加荷载  70
    5.5.5 数值模拟结果分析  70-72
  5.6 本章小结  72-73
结论与展望  73-74
参考文献  74-78
致谢  78

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