在正常使用過程中墻板時常會受到人員、物體的頻繁撞擊,并且長期工作于室內(nèi)外溫差較大的環(huán)境中,在這種沖擊荷載或溫度作用下構(gòu)件可能會產(chǎn)生較大的應(yīng)力和變形甚至會出現(xiàn)裂縫,降低了構(gòu)件的安全儲備嚴重影響構(gòu)件的耐久性和整體性,同時引起使用者在感官和心理上的不良感覺。目前關(guān)于這方面的研究較少,所以本文以此為出發(fā)點,對裝配式墻板的沖擊效應(yīng)和溫度效應(yīng)進行研究。本文主要的工作如下:(1)依據(jù)相關(guān)規(guī)范對兩種不同跨度的復(fù)合式夾芯外掛墻板進行沖擊試驗。試驗研究了相同墻體在不同沖擊質(zhì)量下的動態(tài)響應(yīng),以及試件跨度對動態(tài)響應(yīng)的影響。通過理論計算驗證該墻板的抗沖擊性能在正常使用階段滿足混凝土構(gòu)件抗裂度的要求。(2)運用有限元軟件ABAQUS建立墻板的沖擊模型,首先驗證了模型的有效性,而后分析沖擊物的速度、沖擊質(zhì)量、沖擊物的剛度和邊界條件等因素對墻板沖擊效應(yīng)的影響。結(jié)果表明:沖擊質(zhì)量相同時,墻板中心的最大位移和殘余位移與沖擊能量成正比,沖擊質(zhì)量僅對峰值沖擊力的大小有影響沖擊力的作用時間不會發(fā)生改變。并且在沖擊能量為300J的情況下,沖擊物質(zhì)量和峰值位移呈線性關(guān)系,當質(zhì)量達到40kg后,沖擊力峰值不再繼續(xù)增大,但沖擊力持續(xù)時間仍一直增大。當沖擊物的剛度增大沖擊力峰值逐漸增大但作用時間減小,位移峰值無影響,殘余位移變大,最終儲存的變形能增大。邊界約束增強墻板的最大位移和沖擊響應(yīng)時間逐漸減小,墻板在振動過程中耗散的變形能量也逐漸降低。(3)利用PTemp軟件模擬桁架筋的冷熱橋效應(yīng),發(fā)現(xiàn)采用保溫砂漿包裹能有效減小冷熱橋范圍。對該墻板的熱工性能進行理論計算,發(fā)現(xiàn)XPS板厚度對傳熱系數(shù)的影響最大,苯板層的最佳厚度為60mm,并運用ABAQUS軟件模擬溫度場與理論計算結(jié)果相吻合驗證了模型的有效性。在此基礎(chǔ)上進一步分析溫度效應(yīng),發(fā)現(xiàn)墻板上下封邊梁處和左右兩側(cè)以及四角是薄弱部位,可以通過涂抹彈性涂料以減少裂縫的產(chǎn)生。門窗洞口處會出現(xiàn)應(yīng)力集中,并建議對該墻板的開洞率控制在16%以內(nèi)且開洞位置盡量遠離構(gòu)件的邊緣。
【學位單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TU398.9
【部分圖文】：

發(fā)展戰(zhàn)略的要求，是建筑墻板構(gòu)件發(fā)展的主流方向。由于復(fù)合夾芯外掛墻板在運輸和正常使用過程中會經(jīng)常受到外來物體的偶然沖擊，可能會造成墻板產(chǎn)生較大的變形和應(yīng)力從而降低了試件的質(zhì)量，影響耐久性、整體性和抗震性能，因此其抵抗沖擊荷載的能力在實際工程應(yīng)用中顯得尤為重要。因為結(jié)構(gòu)的外圍護構(gòu)件與梁柱構(gòu)件之間相互約束，因此當室內(nèi)外溫度環(huán)境不一致的時候，墻板會產(chǎn)生一定的溫度應(yīng)力與變形，尤其對于室內(nèi)外溫差較大的地區(qū)溫度效應(yīng)的影響更不容忽視嚴重時甚至會出現(xiàn)溫度裂縫，本研究為該種整體式復(fù)合墻板的推廣應(yīng)用提供依據(jù)，對推動我國鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅的發(fā)展具有重要的理論及工程意義。（a）SP 預(yù)應(yīng)力空心板 （b）加氣混凝土外墻板

程中有很大概率會出現(xiàn)小質(zhì)量低速沖擊荷載的作用，由于混凝土材料的抗拉強度很低，所以墻板很有可能因此而產(chǎn)生較大的變形甚至開裂，從而影響墻板的使用壽命，因此同樣不容忽視，需要進一步研究該墻板抵抗低速小重量物體多次撞擊的性能。首先根據(jù) JC623-1996《鋼絲網(wǎng)架水泥聚苯乙烯夾芯板》[42]的試驗方法進行復(fù)合夾芯墻板抗沖擊試驗，觀察在沖擊荷載作用下墻板的振動響應(yīng)和裂縫發(fā)展狀況；然后通過理論分析該復(fù)合夾芯墻板在重物單次撞擊下產(chǎn)生的彎矩，并計算開裂荷載。2.5 試驗方案2.5.1 試驗簡介參考《鋼絲網(wǎng)架水泥聚苯乙烯夾芯板》（JC623-1996）[42]的試驗方法，墻板水平擱置，支點距離 2.4m，砂袋重 10kg，首先將落物放置在墻板中心上方 1m高的位置然后釋放，這樣往復(fù)撞擊墻板 100 次，評判墻板破壞的標準是是否出現(xiàn)貫通裂縫。根據(jù)學校結(jié)構(gòu)實驗室的現(xiàn)有條件，借助圖示 2.2 中的反力架進行人工釋放沙袋模擬自由落體沖擊，忽略繩子與滑桿之間的摩擦力。

試驗儀器圖
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前6條

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本文編號：2890156