装配式钢结构住宅配套煤矸石墙板的板型设计及力学性能研究
本文选题:装配式 + 钢结构 ; 参考:《太原理工大学》2017年硕士论文
【摘要】:在装配式钢结构住宅不断推进的过程中,配套墙板制约作用愈发明显。作为国家青年科学基金项目“与钢结构住宅配套的煤矸石新型墙板的理论与试验研究”(51208332)的子课题。本文采用煤矸石混凝土、自燃煤矸石混凝土、陶粒混凝土、煤矸石泡沫砂浆四种材料研发适用于装配式钢结构住宅的配套墙板,进行了煤矸石墙板的板型设计及力学性能试验研究。具体内容如下:1.依据内外墙板的板型设计、墙板芯材和传力形式的不同,设计了煤矸石实心墙板、煤矸石空心墙板、带肋陶粒墙板和煤矸石砂浆泡沫板四种类型墙板。并对以上四种墙板在施工和正常使用两种状态下,进行了配筋计算,自重和荷载作用下的力学性能计算,包括抗弯承载力、抗剪承载力、挠度等验算,以及带肋陶粒墙板中C型钢边肋的计算和验算,可保证该墙板在3m、4.5m、6m、7.5m的四种跨度下满足设计和规范的要求。2.对四种不同类型的煤矸石墙板进行了墙板试件设计和制作,制作流程按钢丝网片贴片、墙板试件模具的制作、入模浇筑成型、墙板试件养护的工厂流水线模式进行。其中煤矸石实心与空心墙板试件、带肋陶粒墙板试件、煤矸石砂浆泡沫墙板分别依批次制作完成。3.依据相关墙板试件试验规范和前期墙板传力方式,对墙板试件的加载方案进行了设计和制订,包括堆载预加载装置A,抗弯静力性能试验装置B和C。并根据煤矸石墙板的板型设计和理论计算,总结出一套属于该煤矸石墙板的等级加载试验法。该试验方法依据等效弯矩原理,计算出墙板试件所需荷载的标准值和设计值,并对墙板试件进行等效逐级加载,以此来研究墙板试件的抗弯性能。4.通过墙板堆载和墙板静力性能抗弯试验装置,分别对9组煤矸石实心墙板试件、4组煤矸石空心墙板试件、1组带肋陶粒墙板、1块煤矸石泡沫砂浆墙板进行了不同方式的试验研究。并通过墙板试件加载过程中的现象、外加荷载与应力关系、三种极限状态下的荷载值、挠度与裂缝破坏形态四种方式,进行了试验结果的汇总与分析。最后得出四种不同材料的煤矸石墙板在装配式钢结构住宅中满足结构力学性能的要求,并对后续墙板的进一步设计和研发提出了相关的意见和建议。5.为了从经济性衡量煤矸石墙板在墙板市场中是否具有竞争性。特对煤矸石墙板中的带肋陶粒墙板和煤矸石砂浆泡沫板进行了经济效益分析,通过国家对煤矸石综合治理的相关鼓励扶持政策,分析得以上两种将资源化利用的煤矸石墙板经济效益较高。
[Abstract]:In the process of continuous promotion of prefabricated steel housing, wall board constraints are becoming more and more obvious. As a subproject of the National Youth Science Foundation project "Theory and Experimental Research on New Type of Coal gangue Wall Panel matched with Steel structure residence" (51208332). In this paper, coal gangue concrete, spontaneous combustion gangue concrete, ceramsite concrete and coal gangue foam mortar are used to develop wall panels suitable for fabricated steel residential buildings. The plate shape design and mechanical properties of gangue wallboard were studied. The details are as follows: 1. According to the plate type design of inner and outer wall board, the core material of wall board and the form of force transfer, four types of wall board, solid wall board of coal gangue, hollow wall board of coal gangue, ceramic wall board with rib and foam board of coal gangue mortar are designed. At the same time, under the condition of construction and normal use of the above four wall panels, the reinforcement calculation, the calculation of mechanical properties under the action of deadweight and load are carried out, including the checking calculation of the bending capacity, shear bearing capacity, deflection and so on. The calculation and checking of the C section steel side rib in the ribbed ceramsite wall board can ensure that the wall board can meet the design and specification requirements under the four spans of 3 m 4. 5 m / 6 m and 7. 5 m. Four different types of coal gangue wallboards were designed and made. The production process was carried out according to the pattern of steel wire mesh patch, the manufacture of the mould of the wall board specimen, the pouring molding into the mould, and the maintenance of the wall board specimen. Coal gangue solid and hollow wall board specimen, ribbed ceramsite wall board test piece, coal gangue mortar foam wall board are made according to batch. 3. According to the test code of relative wallboard specimen and the load transfer mode of wall panel, the loading scheme of wall plate specimen is designed and worked out, including surcharge preloading device A, bending static performance test equipment B and C. According to the design of coal gangue wall board and theoretical calculation, a set of grade loading test method of coal gangue wall board is summarized. According to the principle of equivalent bending moment, the standard value and design value of the load required for the wall plate specimen are calculated, and the equivalent step by step loading is carried out to study the flexural performance of the wall board specimen. In this paper, 9 groups of solid coal gangue wall board, 4 groups of coal gangue hollow wall board, 1 group of coal gangue foamed wall board and 1 piece of coal gangue foam mortar wall board were tested and studied in different ways by means of the bending test device of the statics and static performance of the wall board. The experimental results are summarized and analyzed by the phenomena in the loading process, the relationship between the external load and the stress, the load values under three limit states, the deflection and the crack failure pattern. Finally, four kinds of coal gangue wall panels with different materials are obtained to meet the requirements of structural mechanical properties in fabricated steel structure houses, and the related opinions and suggestions for the further design and research and development of subsequent wall panels are put forward. In order to measure the economy of coal gangue wall board in the wall market is competitive. This paper analyses the economic benefits of the gangue wall board and the gangue mortar foam board, and through the relevant encouragement and support policies of the state to the comprehensive treatment of coal gangue, the paper analyzes the economic benefits of the gangue wall board and the coal gangue mortar foam board. The above two kinds of coal gangue wall board which will be used as resource have higher economic benefit.
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU528.72
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,本文编号:2098361
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