預(yù)制混凝土夾芯墻連接件受力性能及墻體熱工性能研究.pdf

1、預(yù)制混凝土夾芯墻滿足建筑節(jié)能和住宅產(chǎn)業(yè)化的要求，具有廣闊的應(yīng)用前景，然而國內(nèi)研究處于起步階段，需要開展進(jìn)一步研究工作來支持其在實際工程中的應(yīng)用。連接件是預(yù)制混凝土夾芯墻中保證內(nèi)葉、外葉和保溫層協(xié)同工作的關(guān)鍵部件，其力學(xué)性能關(guān)系到墻體的安全性和耐久性，而預(yù)制混凝土夾芯外墻的熱工性能優(yōu)劣直接決定著預(yù)制裝配式建筑的保溫隔熱性能和建筑能耗。為此，本文針對預(yù)制裝配式混凝土夾芯墻體系，展開了內(nèi)、外葉間復(fù)合式連接件的受力性能與夾芯墻的熱工性能試驗及數(shù)

2、值模擬研究。
　　首先，對設(shè)置復(fù)合式連接件的預(yù)制混凝土夾芯墻體進(jìn)行了單側(cè)拉拔、單側(cè)剪切、雙側(cè)拉拔、雙側(cè)剪切共計84個試件的試驗研究工作，獲得了復(fù)合式連接件的抗拉和抗剪受力性能，并就連接件與鋼筋網(wǎng)片的位置關(guān)系對極限承載力的影響進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：單個連接件的拉拔承載力均值為12.1kN~27.3kN，抗剪承載力均值為15.5kN~18.8kN，具有較大的安全儲備；拉拔破壞和剪切破壞均屬于脆性破壞；連接件與分布鋼筋的位置關(guān)系對極限承

3、載力幾乎沒有影響，但外葉墻鋼筋網(wǎng)片能夠延緩連接件十字叉的拔出過程；基于錐形體拉拔破壞模式，提出了適用于復(fù)合式連接件的拉拔承載力計算公式，并得到了試驗結(jié)果的驗證；提出了適用于單側(cè)和雙側(cè)剪切的受力模型，基于ABAQUS對連接件穿心鋼筋的剪切性能進(jìn)行了有限元分析，得到了實驗結(jié)果的驗證。
　　其次，展開對預(yù)制混凝土夾芯墻體熱工性能的試驗研究。根據(jù)夾芯保溫層厚度、保溫層材料、墻體中連接件位置的不同設(shè)計并制作了4片夾芯墻，采用熱箱-熱流計法對

4、墻體的傳熱系數(shù)進(jìn)行了實測，并與各墻體傳熱系數(shù)的理論計算值進(jìn)行了對比，結(jié)果表明：連接件位置形成的熱橋，導(dǎo)致墻體平均傳熱系數(shù)增大約32.4％；保溫層厚度與保溫層材料對墻體傳熱系數(shù)有顯著的影響；墻體傳熱系數(shù)理論值均明顯小于試驗結(jié)果，這是由于連接件使墻體傳熱過程由一維變成了多維，基于一維傳熱假設(shè)的傳統(tǒng)理論計算方法不再適用于本文墻體傳熱系數(shù)的計算。
　　最后，基于通用有限元軟件 ANSYS對設(shè)置有復(fù)合式連接件的預(yù)制混凝土夾芯保溫墻體進(jìn)行了數(shù)

5、值模擬，分析了連接件的熱橋效應(yīng)，在有限元模型得到試驗結(jié)果驗證的基礎(chǔ)上，對影響墻體傳熱系數(shù)的各項因素包括各材料導(dǎo)熱系數(shù)、保溫層厚度、連接件布置間距等展開擴大參數(shù)分析，結(jié)果顯示：傳熱系數(shù)的有限元結(jié)果與試驗均值相對誤差在30%之內(nèi)，且由數(shù)值模擬獲得的各試驗墻體內(nèi)、外表面溫度、內(nèi)表面熱流密度、傳熱系數(shù)變化規(guī)律與試驗結(jié)果完全相同，證實本文有限元模型能夠模擬帶有連接件墻體的傳熱過程；在復(fù)合式連接件及附近，溫度急劇變化，熱流密度增大非常明顯，熱橋效應(yīng)