建筑保温墙体安全及可靠性研究

发布时间：2022-10-29 11:11

　　建筑保温墙体自推广以来已得到了广泛的应用,但在保温墙体使用过程中,保温层和饰面层频繁脱落,对过往行人的安全造成了隐患,因此,对保温墙体使用的安全性研究已刻不容缓。基于对长沙地区外墙使用过程中安全性问题的调研,本文主要采用有限元数值模拟分析方法,总结出温度和混凝土收缩徐变为影响保温墙体安全性的两大因素,并对保温墙体使用过程中的安全性进行评估。本文主要包括以下内容:（1）采用FLUENT对极端高温日下长沙地区墙体表面温度进行模拟,并对墙体瓷砖进行温度实测,将二者进行对比,结果表明:模拟值与试验值吻合较好,采用Fluent模拟外墙表面温度是可行。（2）采用ANSYS分析极端温度对保温和非保温墙体性能的影响,结果表明:在极端温度作用下两种墙体的变形和应力均较大。因此,本文提出一种预制复合树酯加劲保温层三明治外墙板方案,经ANSYS数值模拟分析得出该墙体保温隔热性能优于外保温墙体的结论。（3）选取无保温墙体和外保温墙体为研究对象,推导了其在使用过程中钢筋混凝土收缩徐变的有效模量计算公式。采用ANSYS分析了钢筋混凝土收缩徐变作用下无保温和保温墙体性能的变化规律。结果表明:纵向配筋率和粉刷及找平砂... 

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外墙体装饰材料使用状况
    1.3 夏热冬冷地区外墙使用现状和弊病
        1.3.1 长沙地区外墙工程实例调研
        1.3.2 宁波地区外墙使用现状
        1.3.3 合肥地区外墙使用现状
    1.4 文献综述
        1.4.1 保温墙体的发展
        1.4.2 建筑外墙保温系统研究现状
    1.5 本文研究的主要内容
第2章 温度对保温墙体性能影响分析
    2.1 传热学基本理论
        2.1.1 热传导基本方程
        2.1.2 三种基本传热方式
        2.1.3 四种温度边界条件
    2.2 温度应力原理
    2.3 温度效应在有限元计算的实现
    2.4 外墙温度试验及数值分析研究
        2.4.1 外墙温度测量试验研究
        2.4.2 外墙温度数值模拟分析
    2.5 极端温度对墙体应力分析
        2.5.1 分析模型
        2.5.2 极端高温分析
        2.5.3 极端低温分析
        2.5.4 暴雨侵蚀分析
    2.6 外保温墙体吸水饱和及冻胀效应数值模拟分析
        2.6.1 分析模型
        2.6.2 材料参数
        2.6.3 分析结果
    2.7 极端高温日墙体保温隔热性能数值模拟与比较
        2.7.1 模型说明
        2.7.2 温度边界条件
        2.7.3 材料参数
        2.7.4 温度场分析结果
        2.7.5 保温隔热性能比较
    2.8 本章小结
第3章 混凝土收缩徐变对墙体性能影响分析
    3.1 混凝土收缩徐变对外墙影响的探讨
    3.2 混凝土收缩徐变原理
        3.2.1 混凝土收缩徐变的认识
        3.2.2 混凝土徐变计算理论
        3.2.3 混凝土收缩徐变计算模型
    3.3 钢筋混凝土收缩徐变计算
    3.4 混凝土有效模量的计算
    3.5 基本假设
    3.6 计算模型
        3.6.1 结构尺寸
        3.6.2 网格划分及边界条件
    3.7 有限元分析结果
        3.7.1 无保温墙体性能分析
        3.7.2 外保温墙体性能分析
        3.7.3 外保温墙体坠落位置分析
    3.8 本章小结
第4章 墙体使用安全及可靠性评估
    4.1 引言
    4.2 可靠度研究现状
    4.3 可靠度的基本概念
    4.4 基于可靠度的瓷砖安全性分析方法
        4.4.1 蒙特卡罗法
        4.4.2 响应面法
    4.5 可靠度计算在ANSYS上的实现
    4.6 瓷砖脱落安全性评估
        4.6.1 失效概率的计算
        4.6.2 瓷砖坠落风险因素讨论
        4.6.3 外墙使用过程瓷砖风险估计模型
        4.6.4 瓷砖坠落人体伤害程度估算
        4.6.5 实例分析
    4.7 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录 A(攻读学位期间所撰写的学术论文)


【参考文献】：
期刊论文
[1]混凝土收缩徐变和温度对外墙瓷砖性能及安全性的影响[J]. 尹华伟,舒佳建,黄帅,蒋轲.  科学技术与工程. 2018(14)
[2]基于耐候性试验的外墙外保温体系性能研究[J]. 王家赫,张君,黄振利,王川.  工业建筑. 2015(11)
[3]饰面瓷砖掉落事故的消减措施研究[J]. 张竞一.  黑龙江科技信息. 2015(26)
[4]外墙外保温系统温度场应用研究[J]. 高兴胜,梁玉红.  工业建筑. 2011(S1)
[5]保温砂浆墙体保温系统温度效应研究[J]. 秦尚松,刘元珍,李珠,王宏.  工程力学. 2011(S1)
[6]基于ANSYS的平面框架结构位移可靠度分析[J]. 李远瑛,张德生.  湘潭大学自然科学学报. 2011(02)
[7]一次二阶矩中心点法分析枫坑水库重力坝可靠度[J]. 叶素策,刘兆锋,周定安.  黑龙江水利科技. 2010(02)
[8]建筑外墙外保温技术体系发展分析[J]. 杨杰.  山东建筑大学学报. 2010(01)
[9]基于等效模量法与ANSYS计算混凝土徐变[J]. 高岳权,黄浩良,王佶,刘争,郭小李.  武汉理工大学学报. 2010(03)
[10]不同保温形式墙体温度场数值模拟与分析[J]. 张君,黄振利,李志华,阎培渝,张盼.  哈尔滨工程大学学报. 2009(12)

博士论文
[1]非常规突发情况下大规模人群疏散的不确定性研究[D]. 王静虹.中国科学技术大学 2013
[2]建筑施工高空坠落危险的时空分析[D]. 徐峰.上海交通大学 2012

硕士论文
[1]聚苯保温板在温度作用下的变形研究[D]. 王涛.哈尔滨工业大学 2014
[2]基于抗震性能可靠度的RC框架施工误差影响分析[D]. 徐宇龙.湖南大学 2013
[3]合肥地区典型外墙外保温系统在建筑节能工程中应用研究[D]. 庙诗祥.安徽建筑大学 2013
[4]夏热冬冷地区外墙外保温系统温度效应研究[D]. 胡欣.宁波大学 2012
[5]建筑干粉保温砂浆制备及性能研究[D]. 李青.湖南大学 2009
[6]外墙外保温技术的发展及应用研究[D]. 孙进磊.天津大学 2008
[7]基于响应面法和蒙特卡罗法的混凝土结构可靠性分析[D]. 王永胜.西安建筑科技大学 2005
[8]外保温外墙保温层的粘结分析[D]. 张林峰.天津大学 2004



本文编号：3697581