装配式蒸压瓷粉加气混凝土墙板力学性能理论分析与试验研究
本文选题:蒸压瓷粉加气混凝土墙板 切入点:抗弯承载力 出处:《山东建筑大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:瓷粉是陶瓷工业的固体废弃物,其堆放或填埋耗费了大量的物力和财力,并且占用了大量土地,造成严重的大气污染和水污染。因此如何变废为宝,成为当前陶瓷工业的难题。蒸压瓷粉加气混凝土墙板的研制成功,为瓷粉固废材料资源化提供了有效途径,符合国家节能环保的产业方向。蒸压瓷粉加气混凝土墙板(CF墙板)是充分利用瓷粉等固废材料研发而成的新型装配式墙板,该墙板同时具有质量轻、强度高、保温隔热、隔声防火、耐久性好等优点。装配式建筑是目前国家强力推广的新型建造方式,而墙体在建筑中占有较大比重,是装配式建筑的重要组成部分。为进一步研究蒸压瓷粉加气混凝土墙板的力学性能,本文做了以下工作:(1)设计了CF墙板抗弯承载力试验,选择3种不同厚度的墙板共9块,通过施加均布荷载,得到了CF墙板的抗弯承载力、变形性能、裂缝的产生和发展规律,并绘制了荷载-位移曲线。通过查阅相关文献得到CF墙板抗弯承载力的计算公式,并与试验数据比较,二者吻合较好,并有一定的强度储备。(2)设计了CF墙板节点拉拔力试验,选择3种不同厚度、不同连接方式的墙板共5块,并得到了每个节点的承载力。通过分析试验数据发现,节点的拉拔力与CF墙板的厚度、密度以及T形螺栓安装位置有关。CF墙板每个节点的承载力可取10kN,并以B、C类地区为例,当基本风压取0.6kN/m2时,通过列表统计计算,可以满足100m高度内建筑外墙板风荷载的使用要求。(3)通过ABAQUS有限元软件建立了一榀带CF墙板的钢框架模型,通过弹塑性推覆分析,模拟了墙板应力随位移荷载的变化,并且框架层间位移达到1/250时,墙板所产生的拉应力小于加气混凝土的最大拉应力,认为墙板未产生裂缝,但是位于钢框架梁柱连接处的墙板角部容易出现应力集中,实际使用过程中可能首先发生破坏,宜采取特殊的构造措施。同时,与不带墙板的钢框架进行对比,由于墙板的存在,框架的承载能力要明显高于纯钢框架,约为其1.3倍。对带墙板的钢框架和纯钢钢框架进行滞回分析,发现二者滞回曲线都非常饱满,并且带墙板钢框架的耗能能力要优于纯钢框架。经研究表明,通过进一步的细化设计,该新型CF墙板的力学性能能够满足作为建筑外墙的正常使用要求。
[Abstract]:Porcelain powder is the solid waste of ceramic industry. It consumes a lot of material and financial resources, and occupies a lot of land, resulting in serious air pollution and water pollution. The successful development of autoclaved ceramic powder aerated concrete wall slab provides an effective way for the recycling of porcelain powder solid waste material. The autoclaved porcelain powder aerated concrete wall board is a new type of fabricated wall board developed by making full use of solid waste materials such as porcelain powder. The wall board also has light weight, high strength, heat insulation, etc. The prefabricated building is a new type of construction method which is strongly popularized by the country at present, and the wall has a large proportion in the building. It is an important part of prefabricated building. In order to further study the mechanical properties of autoclaved porcelain powder aerated concrete wallboard, the following work has been done in this paper: the bending bearing capacity test of CF wallboard has been designed, and 9 walls of three different thickness have been selected. By applying uniform load, the flexural bearing capacity, deformation performance, crack generation and development of CF wallboard are obtained, and the load-displacement curve is drawn. The formula for calculating the flexural capacity of CF wallboard is obtained by referring to relevant literatures. Compared with the test data, the two methods are in good agreement with each other and have a certain strength reserve. The drawing force test of CF wallboard node is designed. Three kinds of wall panels with different thickness and different connection modes are selected, and the results show that there are 5 walls with different thickness and different connection modes. The bearing capacity of each joint is obtained. By analyzing the test data, it is found that the drawing force of the joint is related to the thickness and density of CF wallboard, as well as the installation position of T-shaped bolts. The bearing capacity of each joint of CF wallboard can be 10kNs. When the basic wind pressure is 0.6 KN / m ~ 2, by statistical calculation, it can meet the requirement of using wind load on the outer wall plate of a building within 100m height. (3) A steel frame model with CF wall panel is established by ABAQUS finite element software, and the model is analyzed by elastic-plastic nappe analysis. The variation of wall plate stress with displacement load is simulated, and when the frame floor displacement reaches 1/250, the tensile stress generated by the wall board is less than the maximum tensile stress of aerated concrete. It is considered that there is no crack in the wall slab. However, the corner of the wall panel located at the joint of Liang Zhu is prone to stress concentration, and the damage may occur first in the process of practical use, so special construction measures should be taken. At the same time, compared with the steel frame without wall board, Because of the existence of wall panel, the carrying capacity of frame is obviously higher than that of pure steel frame, which is about 1.3 times. The hysteresis analysis of steel frame with wall plate and steel frame with pure steel shows that the hysteretic curves of both frames are very full. And the energy dissipation capacity of the steel frame with wallboard is better than that of pure steel frame. Through further detailed design, the mechanical properties of the new CF wallboard can meet the normal use requirements as the external wall of the building.
【学位授予单位】:山东建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU37
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,本文编号:1643082
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