论文部分内容阅读
将装配式建筑技术及建筑节能技术相结合是我国建筑行业发展的趋势,具有很高的应用价值和广阔的推广前景。由于我国装配式建筑起步晚,建筑节能技术较发达国家相比相对落后,需要进一步的开展研究工作来支持和推动我国装配式建筑技术与建筑节能技术的发展。而我国农村面积较大,在农村住宅中推广装配式建筑可以加快推动我国装配式建筑行业的发展。其中外墙板是装配式建筑和建筑能耗的重要组成部分,力学性能关系着墙体的安全性以及耐久性;墙体的装配程度主要体现在墙体的连接技术;墙体热工性能直接关系着装配式建筑的保温隔热性能和建筑能耗。2017年国家住房和城乡建设部项目“新型低层装配式尾矿混凝土复合墙板性能及其应用技术研究”其中的目标包括使得装配式低层住宅的外墙板达到力学性能好、装配程度高、结构保温一体化等,本课题依托于此项目,主要开展了以下研究工作:1.进行了装配式复合墙板的设计,提出了一种新型的复合墙板,研发了一种尾矿砂-废砖颗粒泡沫混凝土,选取这种泡沫混凝土与石墨聚乙烯苯板复合成墙体保温层。提出了一种新型芯柱钢筋骨架结构受力形式,采用普通混凝土作为墙板的结构层,泡沫混凝土复合层作为保温层。2.针对提出的新型低层装配式复合墙板从设计角度提出了墙体的竖向连接结构和水平连接结构,使其达到了连接可靠、制作简易,安装便捷等目标,同时针对两种连接结构提出了相应的施工方法。3.设计了一片1/2缩尺预制三明治墙板CW-1试件及两片1/2缩尺新型低层装配式复合墙板TW-1、TW-2试件,进行了特定轴压比条件下的拟静力试验。其中将试件CW-1作为对比试验,TW-1、TW-2在相同用钢量的前提下,通过改变结构层芯柱设置的数量和间距进行试验。对新型低层装配式复合墙板的破坏过程、破坏形态及受力特点进行了研究。4.通过试验记录的数据,分析研究了三片墙板在开裂荷载、屈服荷载、极限荷载及屈服位移、极限位移等受力特点。根据试验数据绘制了三个试件的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线。分析了三个试件的延性系数和耗能能力。试验结果表明,TW-1和TW-2试件承载力略高于试件CW-1,且TW-1和TW-2试件的相比于CW-1试件整体抗震能力和耗能能力有所改善,具有良好的抗震性能和耗能能力。5.采用理论计算的方法,结合墙板的厚度、容重、热工性能确定了新型低层装配式复合墙板复合保温层泡沫混凝土的最佳厚度为60mm,传热系数为0.31(W/m~2·K),以此为依据同时进行了预制三明治墙板的热工性能的理论计算。计算结果表明,相近传热系数下的预制三明治墙板的容重及墙体厚度大于设计的新型低层装配式复合墙板。进一步的对新型复合墙板进行了热工试验,将试验结果值与理论计算值进行对比分析发现两者相差不大,证实了新型复合墙板热工性能良好,符合国家相关规范并且达到了严寒地区75%的节能目标要求。6.在相同墙板尺寸厚度不同的前提下,对预制三明治夹芯墙板和新型低层装配式复合墙板的经济性能进行了对比分析,得出新型低层装配式复合墙板比预制三明治夹芯墙板的造价低27.61%,具有非常宽广的推广应用价值。