暗骨架节能砌块砌体受压承载性能研究

【摘要】：砌体结构是指用砖砌体、石砌体或砌块砌体建造的结构，是一种古老的结构形式。经济的快速发展和人口的不断膨胀，对建筑空间和高度不断提出更高的发展要求。普通粘土砖的强度特别是抗拉强度逐渐难易满足现代建筑的要求，且粘土砖的生产耗用大量土地和能源，造成严重的大气污染，在建筑材料领域的主导地位逐步为混凝土砌块所取代。现代化的生活方式迫使人类对能源的需求变得异常强烈，导致化石燃料能源的供应面临巨大的压力。节约能源，对于我国的节约型社会建设刻不容缓。我国建筑能源消耗占社会能源总消耗的份额超过27%，建筑节能势在必行，建筑结构与节能结合成为建筑发展的趋势之一。 本文从“结构节能一体化”的角度出发，提出了保温承重型砌块以及配套的保温隔热型混凝土圈梁模板砌块、保温隔热型混凝土空心转角砌块以及1/2型砌块，在此基础上结合课题组已完成的加密芯柱组合墙相关研究成果，提出集节能承重于一体的“暗骨架保温砌块墙体”概念。 本文在“山东省科技发展计划”项目（2012GNC11401）的资助下，采用试验研究、理论分析和数值模拟相结合的研究方法，对保温承重型砌块保温及抗压承载性能及暗骨架节能砌块墙体受压承载能力等关键问题进行了研究。取得了以下成果： 1采用有限元数值模拟方法，针对多种截面形式砌块砌体开展深入的热传导分析，得出节能承重型砌块厚度方向的计算传热系数为0.527，当中间孔洞设置芯柱时的热传导系数为0.628。并研究了保温隔热型混凝土圈梁模板砌块、保温隔热型混凝土空心转角砌块砌体的热传导性能。 2采用静力加载试验手段研究了节能承重型砌块标准砌体试件的抗压承载力及破坏形态，标准砌体试件灌芯与非灌芯试件抗压强度试验值分别与《砌体结构设计规范》GB50003-2011提供的砌体抗压强度计算公式对比研究，提出保温承重型砌块抗压强度修正系数α=0.844；分析了保温承重型砌块砌体抗压承载力影响因素；拟合得出保温承重型砌块灌芯与非灌芯砌体弹性模量的计算公式；研究了芯柱及插筋与砌块的变形协调性能。 3采用静力加载试验手段开展暗骨架节能砌块墙体受压力学性能、应力应变曲线、受力变形阶段及其开裂特征。 以上研究工作旨在更好地在以低层或多层为主的城镇建设，特别是目前建筑节能意识薄弱的村镇建中推广这种新型墙体材料提供基本的试验数据和设计建议，从而推动墙体改革和建筑节能效率的提高。 【关键词】：暗骨架节能砌块墙体 建筑节能 混凝土砌块 保温性能 围护结构 组合砌体 抗压强度
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU364
【目录】：

• 中文摘要7-9
• Abstract9-11
• 1 绪论11-22
• 1.1 选题背景与研究意义11-14
• 1.1.1 选题背景11-13
• 1.1.2 研究意义13-14
• 1.2 国内外研究现状14-19
• 1.2.1 砌块砌体热工性能研究现状14-17
• 1.2.2 砌块砌体力学性能研究现状17-19
• 1.3 研究内容19-20
• 1.4 研究方法20
• 1.5 本文创新点20-22
• 2 保温承重型砌块传热性能数值优化22-34
• 2.1 数值模型的建立22-25
• 2.1.1 数值模型优化的基本假设与限定条件22-24
• 2.1.2 单元选取24
• 2.1.3 材料属性24
• 2.1.4 确定边界条件与施加荷载24-25
• 2.2 块型优化结果分析25-29
• 2.2.1 H2 型砌块优化25-28
• 2.2.2 热流量分析28-29
• 2.3 保温承重型砌块配套块型传热分析29-33
• 2.3.1 保温隔热型混凝土圈梁模板砌块热传导分析29-31
• 2.3.2 保温型混凝土空心转角砌块热分析31-33
• 2.4 本章小结33-34
• 3 保温承重型砌块砌体抗压承载力试验研究34-44
• 3.1 试验目的34
• 3.2 实验方案34-39
• 3.2.1 试件设计、制作与养护34-37
• 3.2.2 加载方案37-39
• 3.3 砌体抗压强度试验结果39-43
• 3.3.1 砌体破坏形态39-42
• 3.3.2 砌体抗压强度试验结果42-43
• 3.4 本章小结43-44
• 4 保温承重型砌块砌体抗压试验结果分析44-53
• 4.1 保温承重型砌块砌体抗压强度影响因素分析44-45
• 4.1.1 秸秆压缩块对保温承重型砌块砌体受压承载力的作用44
• 4.1.2 芯柱对保温承重型砌块砌体受压承载力的作用44
• 4.1.3 芯柱插筋对保温承重型砌块砌体受压承载力的作用44-45
• 4.2 砌体抗压强度分析45-47
• 4.2.1 非灌芯砌体抗压强度45-46
• 4.2.2 灌芯砌体抗压强度分析46-47
• 4.3 砌体受压应力应变曲线47-48
• 4.4 砌体弹性模量分析48-51
• 4.4.1 弹性模量的概述48-49
• 4.4.2 非灌芯砌体弹性模量49-50
• 4.4.3 灌芯砌体弹性模量分析50-51
• 4.5 芯柱插筋与砌块变形分析51-52
• 4.6 本章小结52-53
• 5 暗骨架节能砌块墙体抗压承载力试验研究53-61
• 5.1 暗骨架节能砌块墙体简介53-54
• 5.2 试验目的54
• 5.3 试件设计、制作与养护54-55
• 5.3.1 试件设计54-55
• 5.3.2 试件制作与养护55
• 5.4 加载方案55-56
• 5.4.1 加载装置55-56
• 5.4.2 加载制度56
• 5.5 测试内容与方法56-57
• 5.6 试验结果57-60
• 5.6.1 试验荷载值与开裂荷载分析57-58
• 5.6.2 试件开裂状态58
• 5.6.3 应力-应变曲线58-60
• 5.7 本章小结60-61
• 6 结论与展望61-64
• 6.1 主要研究成果61-62
• 6.2 进一步研究的展望62-64
• 参考文献64-68
• 致谢68-69
• 攻读学位期间发表论文69
• 攻读硕士期间参与的科研项目69-70
• 攻读硕士期间申请的专利70

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