陶粒混凝土夹芯保温复合墙板性能分析

墙体作为围护结构,由其造成的能量损失占建筑使用消耗能量的三分之二.由于现行墙体保温存在一定的安全隐患,耐久性有待进一步验证,施工技术落后,过程复杂,成本价格高等问题.因此,本文研究了一种由保温材料与围护结构有机结合的新型自保温墙板——陶粒混凝土夹芯保温复合墙板.通过ANSYS有限元软件建立了不同内外叶厚度和不同开洞半径的36个墙板模型,分析了在水平荷载和风荷载作用下的等效应力和位移及墙板的节点温度和传热系数.结果表明:上述36种陶粒混凝土夹芯保温复合墙板均具有良好的力学性能和热工性能,其中4种达到了作为围护结构中保温外墙的河南地区热工性能要求,所有都满足围护结构中保温隔墙的河南地区热工性能要求.     

夏热冬冷地区夹芯墙热工性能试验

对夹芯墙热工性能进行了深入研究.对4种墙体进行了检测分析,研究结果表明40 mm、20 mm厚(设置空气间层)聚苯乙烯保温板组成的夹芯墙体能够满足夏热冬冷地区的建筑节能标准和要求.     

方管增强型GFRP夹芯屋面板的传热性能

研究了夏热冬冷地区方管增强型GFRP夹芯屋面板的传热性能,基于该夹芯板的结构特点和等效传热理论,提出了适用于此类型夹芯板的热传递系数计算公式.采用稳态热传递防护热箱试验,对无填充材料和填充玻璃棉、挤塑聚苯板和聚氨酯泡沫板等4种方管增强型夹芯板的热工性能进行了试验研究.结果表明:该夹芯板热传递系数理论计算结果与试验结果接近,可用于工程上类似结构的热传递系数计算;除无填充材料外,采用玻璃棉、挤塑聚苯板和聚氨酯泡沫板等3种填充材料的方管增强型GFRP夹芯板的传热系数分别为0.553,0.471和0.377 W·m~(-2)·K~(-1),均满足GB 50189—2015《公共建筑节能设计标准》中夏热冬冷地区对于屋面板热工性能的相关要求,其中填充聚氨酯泡沫板的方管增强型GFRP夹芯板的热桥效应最小,更适用于建筑屋面板.     

基于能量法的GFRP管与混凝土板组合梁轴向力计算

GFRP管与混凝土组合梁能够共同工作是通过剪力连接件来实现,而工程中应用的连接件一般为柔性件.连接件在传递GFRP管与混凝土界面上的水平剪力时,会产生变形,从而在GFRP管与混凝土板的界面上引起滑移,这种滑移会导致GFRP管、混凝土翼缘板、连接件的受力性能发生变化.针对这一问题,基于最小势能原理并结合组合梁实际受力特征,建立了考虑组合梁界面相对滑移影响的轴向力微分方程,给出对称集中荷载下组合截面中GFRP管和混凝土板的轴向力理论计算公式.计算结果表明,组合梁的轴向力随着连接刚度的增大和外荷载增加而增大,随着GFRP管壁厚度增加而减小.组合梁跨中截面轴向力最大,从跨中到梁端按非线性逐渐减小,梁端部轴向力近似为零.     

GFRP加固带壁柱砖墙平面外受荷性能试验

通过两批试件(7个试件)9次试验,研究玻璃纤维复合材料(GFRP)加固带壁柱砖墙的平面外受荷性能.由试验结果分析可知,采用GFRP对带壁柱砖墙进行加固,可以有效地提高砖墙的平面外抗弯能力和延性.即可以提高砖墙的极限承载力.对于刚度较大的带壁柱墙体,当GFRP加固量达到一定程度,其平面外抗弯承载能力得到较大的提高,而平面外方向的抗剪承载能力提高有限,导致试件的平面外受荷能力由其抗剪承载能力控制.采用不对称加固,会导致墙体的裂缝开展不对称,从而使得墙体刚度不对称,墙体出现附加扭转,减弱GFRP对墙体抗弯承载能力的加固效果.     

新型竹—木—GFRP夹层梁的受弯性能试验

为研究竹—木—GFRP夹层梁的受弯性能,设计以泡桐木作为芯材,竹、GFRP作为面层的夹层梁试件,对夹层梁试件进行了等芯材厚度和等梁高两组四点弯静载试验,得出各试件的破坏现象、破坏荷载并绘制荷载—位移曲线。研究结果表明:竹材部分替代GFRP作为面层的一部分,可降低成本,防止加载点处局部破坏;设置泡桐木纤维沿梁长度方向有利于提高夹层梁的受弯性能;芯材厚度不变的情况下,竹材加固夹层梁有极高的性价比,而使用GFRP面层则能显著提高夹层梁的弯曲刚度;梁高不变的情况下,夹层梁的弯曲刚度、极限荷载分别随竹材与GFRP厚度的增加而增大。竹—木—GFRP夹层梁跨中截面应变分布基本满足平截面假定。换算截面法可作为竹—木—GFRP夹层梁应力计算依据,使用考虑剪切变形的铁木辛柯梁理论计算竹—木—GFRP夹层梁的跨中挠度有着不错的精度。     

夏热冬冷地区双层相变材料墙体热工性能分析

针对在建筑围护结构中使用单一相变材料(phase change material, PCM)不能满足全年节能和舒适度要求的问题,提出将两种不同相变温度的PCM同时填入到多层平壁墙体中,构成双层PCM墙体.采用显热容法对PCM的传热过程进行分析,对数学模型采用有限差分法离散,利用MATLAB软件编程对多种不同结构的双层PCM墙体在典型夏热冬冷地区气候条件下热工性能进行了计算分析.通过衰减倍数,先探索理论上的PCM最佳相变温区,再从实际建筑围护结构使用的PCM中选取热物性参数与理论上最佳值最接近的PCM,将该PCM墙体热工性能与理想的PCM墙体热工性能相比较,结果相差不大.研究表明:两种PCM层位于墙体中间位置时,衰减倍数最大,建筑围护结构内表面温度最稳定,低相变温度PCM在冬季的利用率和高相变温度PCM在夏季的利用率均为0～100%,能够使墙体保持较高的热工性能.     

水平缝螺栓连接的全装配式复合墙体 受力性能试验研究

提出一种用于全装配式复合墙体水平接缝的干式连接方法,通过预埋钢件、L形钢连接件和高强螺栓来连接预制墙体和上、下层结构.为研究采用此种干式连接方式绿色装配式复合墙体的抗震性能和连接件的受力性能,以钢连接件厚度和高强螺栓规格(直径和预拉力)为关键参数,设计5榀墙体试件进行单调加载试验,对试件的破坏模式、水平荷载-位移曲线、特征值点、抗震性能指标、连接件的应变、连接件与墙板的相对滑移进行研究.研究结果表明:水平缝采用螺栓连接的试件变形能力较强,极限位移角达1/25时仍具有较高的承载力;增加钢连接件厚度可提升试件的承载力和初始刚度,但高强螺栓规格对试件承载力和刚度无明显影响.     

自保温墙体材料热工性能试验研究

为解决对淤泥烧结型自保温墙体材料节能性能的评价问题,设计出墙体材料热工性能的具体测试方案。热工性能测试可以得出墙体材料的主要热工参数;具体实例分析证明,对测试结果的研究,可以实现对墙体材料热工性能的综合评价,也为建筑物的节能效果评价提供有力依据。     

实体墙热工性能的数值解

实体墙热工性能,过去多用简化计算和试验房测定法加以评价.但这些方法所得数据,前者不够精确,后者则有较大的局限性,同时也会带来计算和测量方面的误差.本文用计算机直接求解墙体导热微分方程,便可获得在任意外界条件作用下的墙体内表面温度.这样便可较精确地、方便地评价各种材质组成的墙体的热工性能.又,本课题还建立了过去无法计算的通风墙体的数学模型和计算程序.因此这是一项开拓型的工作.用数值计算法取代传统方法研究建筑热工性能,其前景是令人鼓午的.