多排自保温混凝土复合砌块结构优化设计分析
发布时间：2022-12-04 09:08
传统混凝土砌块砌筑的墙体在使用过程中容易形成明显的“热桥”,造成较大的能量损失,随着我国建筑节能工作的全面推进和不断深化,促进了新型墙体材料的研究和应用。本文结合陕西省住房和城乡建设厅科研项目《被动式低能耗建筑设计关键技术与应用》（2015K—095）和陕西省科学技术厅科技计划项目《被动式低能耗建筑设计关键技术与应用》（2016SF—414）,针对现在关中地区对自保温混凝土砌块墙体满足围护结构节能65%的较高要求,研制满足集承重与经济效果于一体的新型混凝土复合自保温砌块并分析研究其力学性能。根据相关规范,选取砌块主规格:长×宽×高=390mm×240mm×190mm,通过有限元软件ABAQUS对混凝土自保温空心砌块进行结构优化设计。将优化后的空心砌块制作成陶粒混凝土自保温空心砌块,内部孔洞填充通过正交试验优化后的泡沫混凝土作为保温材料,通过有限元数值模拟和试验研究,最终得到满足热工和力学性能要求的多功能复合陶粒自保温砌块。本文的主要研究内容和结论如下:1.根据空心砌块不同的孔排数、交错程度和孔洞率,设计12种内部结构不同的空心砌块。通过有限元ABAQUS数值模拟多排自保温空心砌块的热量...
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 墙体自保温体系
1.2.1 复合自保温砌块特点及优势
1.3 研究目的及意义
1.4 自保温混凝土砌块的国内外研究现状
1.4.1 自保温混凝土砌块结构国内外研究现状
1.4.2 自保温砌块力学与热工性能国内外研究现状
1.4.3 泡沫混凝土国内外研究现状
1.5 本文研究的主要内容及方法
第二章 自保温空心砌块结构设计及优化
2.1 自保温空心砌块结构设计
2.1.1 自保温空心砌块规格
2.1.2 自保温空心砌块细部尺寸设计
2.2 自保温砌块热量传递规律
2.3 自保温空心砌块多目标优化
2.3.1 多目标优化方法
2.3.2 自保温空心砌块权重系数计算
2.4 本章小结
第三章 自保温空心砌块热工及力学性能数值模拟
3.1 传热学基本理论
3.1.1 稳态传热数学模型
3.1.2 墙体传热系数计算方法
3.2 多排空心砌块热工性能数值模拟
3.2.1 多排空心砌块物理模型
3.2.2 砌块传热系数数值模拟分析
3.2.3 有限元数值模拟结果与分析
3.2.4 传热长度的可行性分析
3.3 自保温空心砌块传热系数理论计算
3.3.1 空心砌块传热系数基本计算方法
3.3.2 空心砌块传热系数误差分析
3.4 多排空心砌块力学性能数值模拟
3.4.1 混凝土本构关系及破坏准则
3.4.2 几何模型及求解分析
3.5 自保温空心砌块结构优化
3.5.1 空心砌块优化指标标准化
3.5.2 空心砌块最佳块型的确定
3.6 本章小结
第四章 基于正交试验的泡沫混凝土优化设计
4.1 试验目的
4.2 试验原材料
4.2.1 水泥
4.2.2 水泥掺合料
4.2.3 外加剂
4.3 试验方法
4.3.1 各指标试验检测方法
4.3.2 导热系数测定方法
4.3.3 力学性能检测方法
4.4 试件制备
4.4.1 配合比设计
4.4.2 制备工艺
4.4.3 试验过程及现象
4.5 试验结果及分析
4.6 本章小结
第五章 多排陶粒混凝土复合自保温砌块性能分析
5.1 复合砌块热工性能有限元分析
5.1.1 节能设计标准
5.1.2 复合砌块有限元模拟结果
5.2 多排复合自保温砌块抗压强度试验研究
5.2.1 试验目的
5.2.2 抗压强度试验方法
5.2.3 试验结果分析
5.3 复合砌块综合性能分析
5.4 本章小结
结论及展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]陶粒掺量和粉煤灰替代水泥掺量对轻质水泥基砌块力学性能的影响[J]. 邓宇,任吉,谭春雷,曾鑫,张鹏,甘德丽,杨希涛. 混凝土. 2018(08)
[2]沙漠砂陶粒混凝土配合比试验研究[J]. 张佳明,袁康,邹蕊月,郭龙龙. 硅酸盐通报. 2018(08)
[3]夏热冬冷地区自保温墙体材料的热工性能试验[J]. 徐铨彪,裘晓莲,干钢,张三明. 工业建筑. 2017(07)
[4]再生混凝土自保温空心砌块孔型优化[J]. 张会芝,郑建岚. 武汉大学学报(工学版). 2015(06)
[5]自保温再生混凝土空心砌块的热工性能研究[J]. 郑建岚,张会芝. 工程力学. 2015(05)
[6]自保温石膏基砌块传热模拟及结构优化[J]. 朱桂华,邓玲,张春成,周永海,石宗利. 中南大学学报(自然科学版). 2015(01)
[7]严寒地区基于热工和力学性能的混凝土自保温砌块设计及优化[J]. 丁晓燕,罗永磊,陈忠范,徐明. 东南大学学报(自然科学版). 2015(01)
[8]泡沫混凝土的导热系数和强度研究[J]. 胡新萍,李翔宇,韩保清,邓庆阳. 硅酸盐通报. 2014(11)
[9]基于细观尺度的泡沫混凝土热性能研究[J]. 沈涛,宋来忠,孙艳海. 材料导报. 2013(22)
[10]陶粒混凝土自保温砌块及其热工性能的研究[J]. 王长宝,张茂亮,陈闯,杨艳娟,徐元盛. 混凝土. 2013(10)
博士论文
[1]不同地区村镇住宅混凝土自保温砌块砌体的设计与研究[D]. 丁晓燕.东南大学 2016
[2]烧结页岩空心砖自保温系统研究与应用[D]. 谢厚礼.重庆大学 2012
硕士论文
[1]改性陶粒混凝土力学性能及收缩性能的影响研究[D]. 曾峥.湖南大学 2018
[2]榫接一体化复合保温砌块墙体热工性能研究[D]. 俞有庭.东南大学 2017
[3]超轻泡沫混凝土制备及性能研究[D]. 蒋俊.西南科技大学 2015
[4]低导热加气混凝土保温性能与微结构研究[D]. 彭欢.东南大学 2015
[5]玻化微珠保温砂浆导热系数模型研究[D]. 张婵韬.湖南大学 2014
[6]横孔连锁混凝土空心砌块的块型设计及热工性能[D]. 李杨.兰州大学 2014
[7]连锁型自保温混凝土砌块墙体热工性能分析[D]. 彭玲.哈尔滨工业大学 2012
[8]无机保温材料在外墙外保温体系中的应用与研究[D]. 王永亮.兰州理工大学 2011
本文编号：3707981
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 墙体自保温体系
1.2.1 复合自保温砌块特点及优势
1.3 研究目的及意义
1.4 自保温混凝土砌块的国内外研究现状
1.4.1 自保温混凝土砌块结构国内外研究现状
1.4.2 自保温砌块力学与热工性能国内外研究现状
1.4.3 泡沫混凝土国内外研究现状
1.5 本文研究的主要内容及方法
第二章 自保温空心砌块结构设计及优化
2.1 自保温空心砌块结构设计
2.1.1 自保温空心砌块规格
2.1.2 自保温空心砌块细部尺寸设计
2.2 自保温砌块热量传递规律
2.3 自保温空心砌块多目标优化
2.3.1 多目标优化方法
2.3.2 自保温空心砌块权重系数计算
2.4 本章小结
第三章 自保温空心砌块热工及力学性能数值模拟
3.1 传热学基本理论
3.1.1 稳态传热数学模型
3.1.2 墙体传热系数计算方法
3.2 多排空心砌块热工性能数值模拟
3.2.1 多排空心砌块物理模型
3.2.2 砌块传热系数数值模拟分析
3.2.3 有限元数值模拟结果与分析
3.2.4 传热长度的可行性分析
3.3 自保温空心砌块传热系数理论计算
3.3.1 空心砌块传热系数基本计算方法
3.3.2 空心砌块传热系数误差分析
3.4 多排空心砌块力学性能数值模拟
3.4.1 混凝土本构关系及破坏准则
3.4.2 几何模型及求解分析
3.5 自保温空心砌块结构优化
3.5.1 空心砌块优化指标标准化
3.5.2 空心砌块最佳块型的确定
3.6 本章小结
第四章 基于正交试验的泡沫混凝土优化设计
4.1 试验目的
4.2 试验原材料
4.2.1 水泥
4.2.2 水泥掺合料
4.2.3 外加剂
4.3 试验方法
4.3.1 各指标试验检测方法
4.3.2 导热系数测定方法
4.3.3 力学性能检测方法
4.4 试件制备
4.4.1 配合比设计
4.4.2 制备工艺
4.4.3 试验过程及现象
4.5 试验结果及分析
4.6 本章小结
第五章 多排陶粒混凝土复合自保温砌块性能分析
5.1 复合砌块热工性能有限元分析
5.1.1 节能设计标准
5.1.2 复合砌块有限元模拟结果
5.2 多排复合自保温砌块抗压强度试验研究
5.2.1 试验目的
5.2.2 抗压强度试验方法
5.2.3 试验结果分析
5.3 复合砌块综合性能分析
5.4 本章小结
结论及展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]陶粒掺量和粉煤灰替代水泥掺量对轻质水泥基砌块力学性能的影响[J]. 邓宇,任吉,谭春雷,曾鑫,张鹏,甘德丽,杨希涛. 混凝土. 2018(08)
[2]沙漠砂陶粒混凝土配合比试验研究[J]. 张佳明,袁康,邹蕊月,郭龙龙. 硅酸盐通报. 2018(08)
[3]夏热冬冷地区自保温墙体材料的热工性能试验[J]. 徐铨彪,裘晓莲,干钢,张三明. 工业建筑. 2017(07)
[4]再生混凝土自保温空心砌块孔型优化[J]. 张会芝,郑建岚. 武汉大学学报(工学版). 2015(06)
[5]自保温再生混凝土空心砌块的热工性能研究[J]. 郑建岚,张会芝. 工程力学. 2015(05)
[6]自保温石膏基砌块传热模拟及结构优化[J]. 朱桂华,邓玲,张春成,周永海,石宗利. 中南大学学报(自然科学版). 2015(01)
[7]严寒地区基于热工和力学性能的混凝土自保温砌块设计及优化[J]. 丁晓燕,罗永磊,陈忠范,徐明. 东南大学学报(自然科学版). 2015(01)
[8]泡沫混凝土的导热系数和强度研究[J]. 胡新萍,李翔宇,韩保清,邓庆阳. 硅酸盐通报. 2014(11)
[9]基于细观尺度的泡沫混凝土热性能研究[J]. 沈涛,宋来忠,孙艳海. 材料导报. 2013(22)
[10]陶粒混凝土自保温砌块及其热工性能的研究[J]. 王长宝,张茂亮,陈闯,杨艳娟,徐元盛. 混凝土. 2013(10)
博士论文
[1]不同地区村镇住宅混凝土自保温砌块砌体的设计与研究[D]. 丁晓燕.东南大学 2016
[2]烧结页岩空心砖自保温系统研究与应用[D]. 谢厚礼.重庆大学 2012
硕士论文
[1]改性陶粒混凝土力学性能及收缩性能的影响研究[D]. 曾峥.湖南大学 2018
[2]榫接一体化复合保温砌块墙体热工性能研究[D]. 俞有庭.东南大学 2017
[3]超轻泡沫混凝土制备及性能研究[D]. 蒋俊.西南科技大学 2015
[4]低导热加气混凝土保温性能与微结构研究[D]. 彭欢.东南大学 2015
[5]玻化微珠保温砂浆导热系数模型研究[D]. 张婵韬.湖南大学 2014
[6]横孔连锁混凝土空心砌块的块型设计及热工性能[D]. 李杨.兰州大学 2014
[7]连锁型自保温混凝土砌块墙体热工性能分析[D]. 彭玲.哈尔滨工业大学 2012
[8]无机保温材料在外墙外保温体系中的应用与研究[D]. 王永亮.兰州理工大学 2011
本文编号：3707981
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