可变形PVC塑料建筑模板的研究

发布时间：2017-06-01 03:05

  本文关键词：可变形PVC塑料建筑模板的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：建筑模板是混凝土结构工程施工的重要工具,建筑工程中的某些曲面钢筋混凝土结构和一般高耸钢筋棍凝土构筑物在施工时都需要曲面模板。目前,国内常用于曲面结构施工的有木模板和钢模板体系,但这两种模板系统施工复杂、效率低。本文创新性地提出一种可变形PVC建筑模板,此模板不仅可以作为普通的PVC模板使用,具有塑料模板的优点,而且可以根据不同曲面结构产生不同的变形,即可以弯曲成不同曲率反复多次使用,从根本上改变了传统的曲面模板施工。该模板已申请国家发明专利。本文的研究内容主要有以下几个方面:(1)提出一种全新的曲面建筑模板的构想:在塑料成型的模具中放置碳纤维加热丝,然后浇铸PVC塑料,制成可变形PVC塑料模板。该模板可通过碳纤维丝通电加热,使塑料模板产生变形,断电冷却后定型成曲面模板。该模板可反复通电,弯曲成不同曲率的模板,重复多次使用。(2)采用有限元数值分析软件ANSYS,模拟PVC塑料模板的加热过程,证明构想的可行性,为实际实验操作提供指导。模拟结果表明,通电540秒模板的整体温度就能达到80℃。(3)通过ANSYS软件分析可变形PVC模板的承载力和变形能力。模拟结果表明可变形PVC模板的承载力与普通PVC模板承载力相同,碳纤维对模板的力学性能影响不大,可变形PVC模板完全可以替代普通塑料模板使用;模拟可变形PVC模板在实际使用时的变形情况,其最大变形量为1.88mm远小于模板施工标准。可变形PVC模板具有良好的力学性能,完全能满足模板施工要求。(4)通过实际实验证明可变形PVC塑料建筑模板的可行性。碳纤维加热23min后可变形PVC模板温度达到80℃,此时PVC塑料模板处于玻璃态具有很高的塑性,能够将模板弯曲成半径为100mm的圆弧,冷却后形状固定,再次通电加热模板,可以将弯曲的模板压成平面模板。可变形PVC模板可以重复变形以适应不同形状的曲面建筑施工要求。
【关键词】：PVC塑料建筑模板 曲面建筑模板 ANSYS分析 力学性能 温度场模拟
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU755.2;TQ325.3
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-24
• 1.1 引言12-13
• 1.2 建筑模板概述13-17
• 1.2.1 建筑模板种类13-15
• 1.2.2 塑料模板的优缺点15-17
• 1.3 曲面建筑模板概述17-20
• 1.3.1 国内曲面建筑模板发展现状17-18
• 1.3.2 国外曲面建筑模板发展现状18-20
• 1.4 研究的意义和目的20-22
• 1.5 研究内容22-24
• 第2章 可变形PVC塑料建筑模板的设计方案24-32
• 2.1 平板柔性圆柱模板24-25
• 2.1.1 柔性模板的介绍24
• 2.1.2 平板柔性圆柱模板工作原理24
• 2.1.3 柔性建筑模板的优点24-25
• 2.2 可变形塑料建筑模板原型设计25-26
• 2.3 可变形建筑模板的塑料板身26-29
• 2.3.1 PVC的性质26-28
• 2.3.2 聚氯乙烯模板的性能28-29
• 2.4 可变形塑料建筑模板加热元件29-30
• 2.5 可变形PVC模板的优点及创新点30-32
• 第3章 可变形PVC模板通电加热有限元模拟32-45
• 3.1 有限单元法基本理论32-33
• 3.1.1 有限单元法的基本思想32-33
• 3.1.2 有限元法计算步骤33
• 3.2 ANSYS软件概述33-35
• 3.3 可变形PVC塑料模板通电加热有限元分析35-44
• 3.3.1 温度场有限元分析的基本理论35-37
• 3.3.2 可变形PVC模板通电加热有限元分析过程37-44
• 3.3.2.1 可变形PVC建筑模板模型的建立37-38
• 3.3.2.2 单元类型的选择38
• 3.3.2.3 定义材料属性及网格划分38-39
• 3.3.2.4 施加载荷进行求解39-40
• 3.3.2.5 ANSYS温度模拟结果分析40-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第4章 可变形PVC模板力学性能有限元分析45-63
• 4.1 可变形PVC塑料建筑模板承载力能力分析45-48
• 4.1.1 破坏准则的选择45-46
• 4.1.2 模板承载力有限元分析46-48
• 4.1.2.1 可变形PVC建筑模板模型的建立46
• 4.1.2.2 单元类型的选择46
• 4.1.2.3 定义材料属性、网格划分及约束46-47
• 4.1.2.4 ANSYS模拟结果分析47-48
• 4.2 碳纤维对模板的力学性能的影响48-52
• 4.3 工程实际载荷计算52-61
• 4.3.1 模板工程设计标准52-56
• 4.3.2 工程实际载荷计算56-58
• 4.3.3 工程实际载荷ANSYS有限元模拟58-61
• 4.3.3.1 定义材料属性59
• 4.3.3.2 可变形PVC建筑模板模型的建立59
• 4.3.3.3 施加载荷进行求解59-60
• 4.3.3.4 ANSYS模拟结果分析60-61
• 4.4 本章小结61-63
• 第5章 可变形PVC塑料模板实验研究63-73
• 5.1 实验原料63-64
• 5.1.1 塑料板身63
• 5.1.2 加热丝63-64
• 5.2 实验仪器与设备64
• 5.3 实验方案64-66
• 5.4 实验步骤66-68
• 5.4.1 模具设计66
• 5.4.2 安置碳纤维66
• 5.4.3 PVC模板浇筑成型66-67
• 5.4.4 模板通电加热67-68
• 5.5 实验结果68-70
• 5.5.1 模板通电时间与温度分析68
• 5.5.2 模板变形分析68-70
• 5.6 本章小结70-73
• 第6章 结论与展望73-75
• 6.1 结论73-74
• 6.2 展望74-75
• 参考文献75-81
• 致谢81

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