陶粒对夏热冬暖地区高层剪力墙用混凝土性能影响的研究

发布时间：2020-04-24 14:46

【摘要】：作为能够有效地抵抗水平荷载的抗侧力构件,钢筋混凝土剪力墙被广泛用在高层建筑的结构体系中。基于建筑节能标准,必须对剪力墙系统进行隔热保温设计、验算和检测,外保温是剪力墙常用的保温隔热技术。但钢筋混凝土剪力墙主体结构材料与常用轻质低强外保温材料因性能、寿命差异引起的安全问题令人堪忧,近年发生了多起因外保温材料脱落、燃烧起火的安全事故。处于夏热冬暖地区的闽东南台风多发,轻质低强外保温材料更易受损。用适当密度等级陶粒以合适比例等体积取代剪力墙混凝土中普通粗骨料的技术路线,在保证混凝土强度等级满足剪力墙设计要求的同时,降低混凝土的导热系数,使得钢筋混凝土剪力墙的传热系数明显降低,在一定程度上减轻了剪力墙系统对外保温材料过低导热系数指标的要求,为外保温材料提高强度和耐久性提供了空间。具体的研究内容和结果如下:(1)陶粒密度等级和取代率对混凝土抗压强度和导热系数影响的试验研究。试验结果表明:综合考虑混凝土立方体抗压强度和导热系数,混凝土配合比确定采用700级陶粒等体积取代60%粗骨料;陶粒取代率为60%时,采用密度等级为700陶粒配制的混凝土导热系数为0.6745W/m·K,而且其强度满足C35要求;(2)墙体传热系数检测,检测结果表明:700级陶粒等体积取代60%粗骨料时,钢筋混凝土剪力墙传热系数从3.16W/(m~2·K)降低到1.92W/(m~2·K),降低幅度为39.2%;(3)700级陶粒取代率对混凝土轴心抗压强度和应力—应变全曲线影响的试验研究。研究结果表明:竖向荷载作用下,陶粒成为混凝土破坏的薄弱界面,且陶粒取代率对混凝土破坏形态有直接影响;随着陶粒取代率的增大,混凝土的表观密度线性降低;混凝土弹性模量逐渐减小,泊松比变大;通过拟合得出各取代率下陶粒混凝土本构方程和弹性模量的通用计算公式;(4)利用ABAQUS有限元软件研究700级陶粒取代率对剪力墙主要力学性能的影响,结果表明:随着陶粒取代率的增加,剪力墙各阶段承载力均降低,其中极限荷载和破坏荷载的降低幅度不大;随着陶粒取代率的增加,剪力墙的屈强比逐渐减小,说明陶粒的掺入提高了剪力墙的安全储备能力;陶粒取代率为60%时,剪力墙最大弹塑性位移最大,而且达到破坏荷载后承载力没有丧失,拥有较好的延性。
【图文】：

（a）页岩陶粒 （b）黏土陶粒图 1.1 人造轻骨料（3）抗震性好：①建筑物自重越大，其承受的地震力通常越大，陶粒混的轻质特性可降低结构的地震响应；②结构竖向地震作用标准值按式（1-1算[20]：= （1-中， 为结构基本自振周期 对应的 值， 为结构等效总重力荷载代表值此可知，结构受到的地震荷载与其自振周期成反比，而材料的弹性模量越小构成的结构刚度越小，自振周期越大。LC40 陶粒混凝土的弹性模量为 200Pa，同等强度等级普通混凝土的弹性模量为 30000 MPa，可见陶粒混凝土结有优良的抗震性能[21]。1976 年唐山大地震中，，所有由陶粒混凝土建造的建均无破坏也证明了陶粒混凝土抗震性能好这一优点[22]。（4）耐火性好：陶粒骨料质轻多孔的结构特点减缓了热量的传播速度，

陶粒颗粒外貌
【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU528

【参考文献】

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本文编号：2639076