EPS颗粒-EPS板复合保温墙板的力学性能及热工性能研究

作     者：封叶 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王庆华

授予年度：2015年

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0813[工学-建筑学] 

主      题：保温墙板 EPS颗粒 EPS板 力学性能 热工性能 

摘      要：随着建筑节能理念逐渐为世界各国所重视，开发新型节能保温墙材成为建筑领域发展的主要方向之一。在国外对新型墙材的研究比较全面，理论水平也比较成熟。而国内的研究相对起步较晚，无论是从试验研究还是理论研究均处在初级阶段。 本文开发了一种由EPS颗粒及EPS板复合而成的轻质节能保温墙板，通过对组成材料配比的筛选以及结构形式的优化，确定了墙板的基本构造。测定了墙板的面密度、含水率、软化系数、吸水率等物理参数，结果表明其满足相关规范对基本物理参数指标的要求;通过轴向抗压试验、横向抗弯试验、抗冲击试验以及抗折试验对墙板在不同性质荷载作用下的力学性能及破坏形态进行分析研究，得出：墙板所能承受的轴向线荷载平均值为323.38kN/m，跨中所能承受的最大弯矩平均值为912.95N·m，墙板的抗折强度为14.86MPa，墙板可以承受10kg的沙袋冲击150次以上而不断裂;研究了不同苯板厚度、保温砂浆层厚度、水泥砂浆层厚度、保温砂浆肋宽等因素对墙板热工性能的影响，确定了墙板热工性能的影响因素，并给出不同影响因素下墙板热工性能指标值。论文研究的成果对该墙板在实际中的应用具有重要的理论意义和实用价值。 研发的墙板主要应用在钢框架结构中，墙板的填充会对整个框架结构体系的抗侧刚度有一定的影响，为进一步研究这种相互作用，利用ABAQUS有限元分析软件，对墙板—钢框架结构体系的抗侧性能进行模拟分析，研究了在位移控制的加载制度下整个框架体系的承载力、应力分布以及刚度。研究表明墙板的填充大大提高了整个框架体系的抗侧刚度，可以将墙板看作一种抗侧构件，在结构受力过程中起到一定的作用，而这种作用在实际工程设计中往往是被忽略的。本文针对墙板的抗侧能力，提出了将墙板简化成等效斜撑的假定，推导出等效斜撑半径的计算公式，并通过数值模拟对该公式进行修正，最后提出了该墙板的等效斜撑半径计算公式。在实际工程设计中，设计人员可以根据该公式计算出等效斜撑的截面半径，进而可以减少工程的用钢量，达到节约钢材、经济合理的目的。