棉花秸稈草磚墻與混凝土外框協(xié)同受力及耐火性能研究

【摘要】：“綠色、節(jié)能、環(huán)?！币呀?jīng)成為21世紀(jì)的主題,隨著節(jié)能及環(huán)境問(wèn)題越發(fā)引起人們重視,研制新型環(huán)保墻體材料已成為建筑業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。本文研究一種新型的填充墻體材料—棉花秸稈草磚,既能充分利用新疆豐富的農(nóng)業(yè)廢棄物—棉花秸稈資源,又能使廣大農(nóng)村住宅的保溫性能得到改善。本文通過(guò)試驗(yàn)研究和理論分析的方法來(lái)研究棉花秸稈草磚的基本力學(xué)性能、棉花秸稈草磚填充墻與混凝土外框的協(xié)同受力情況以及棉花秸稈草磚墻體的耐火性能,通過(guò)數(shù)值分析方法對(duì)有無(wú)填充材料的框架墻體利用ABAQUS軟件進(jìn)行有限元模擬,再將模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證模型的合理性。本文具體的研究?jī)?nèi)容如下:(1)在棉花秸稈草磚的密實(shí)度滿(mǎn)足外圍護(hù)墻體保溫要求的情況下,采用微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)對(duì)兩種密度的棉花秸稈草磚進(jìn)行橫壓、側(cè)壓和豎壓,根據(jù)力-位移曲線研究棉花秸稈草磚的承載力、極限抗壓強(qiáng)度和彈性模量的變化是否與密度和壓縮方式有關(guān),并為后期試驗(yàn)研究提供相關(guān)數(shù)據(jù)。(2)通過(guò)對(duì)兩榀(內(nèi)填棉花秸稈草磚的框架結(jié)構(gòu)和內(nèi)無(wú)填充材料的純框架試驗(yàn)構(gòu)件)墻體的擬靜力試驗(yàn),研究?jī)?nèi)填棉花秸稈磚填充墻對(duì)框架結(jié)構(gòu)的抗震性能影響,試驗(yàn)結(jié)果表明棉花秸稈草磚填充墻增強(qiáng)了框架結(jié)構(gòu)的剛度、延性、耗能等性能。(3)對(duì)內(nèi)填棉花秸稈草磚的墻體和內(nèi)無(wú)填充材料的純框架墻體分別利用ABAQUS軟件進(jìn)行加載模擬,并將有限元模擬結(jié)果和實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析對(duì)比,驗(yàn)證模型的合理性。在模型合理的前提下根據(jù)試驗(yàn)構(gòu)件的應(yīng)力云圖分析試驗(yàn)過(guò)程中各構(gòu)件受力情況。(4)根據(jù)《建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法》(GB/T9978.8-2008)對(duì)棉花秸稈草磚砌成的非承重墻體進(jìn)行耐火性能試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明墻體具有良好的耐火性能,耐火極限超過(guò)70min。 【關(guān)鍵詞】：棉花秸稈草磚 力學(xué)性能 協(xié)同受力性能 有限元分析 耐火性能
【學(xué)位授予單位】：新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TU398
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 引言9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析10-14
• 1.2.1 填充墻框架結(jié)構(gòu)的發(fā)展情況10-12
• 1.2.2 秸稈草磚填充墻的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 本文研究背景和研究?jī)?nèi)容14-19
• 1.3.1 本文的研究背景和意義14-17
• 1.3.2 本文的研究?jī)?nèi)容17-18
• 1.3.3 本文的技術(shù)路線18-19
• 第2章 棉花秸稈草磚的力學(xué)性能19-29
• 2.1 引言19-21
• 2.2 本試驗(yàn)的目的21
• 2.3 試驗(yàn)材料和試驗(yàn)構(gòu)件的制作21-22
• 2.3.1 棉花秸稈草磚砌塊參數(shù)的選取21
• 2.3.2 棉花秸稈草磚的制作21-22
• 2.4 試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法22-23
• 2.5 試驗(yàn)過(guò)程和試驗(yàn)現(xiàn)象23-24
• 2.6 試驗(yàn)結(jié)果分析24-27
• 2.6.1 不同密度相同壓縮方式下的力學(xué)性能對(duì)比分析26
• 2.6.2 相同密度不同壓縮方式下的力學(xué)性能對(duì)比分析26
• 2.6.3 棉花秸稈草磚的彈性模量和抗壓強(qiáng)度26-27
• 2.7 本章小結(jié)27-29
• 第3章 棉花秸稈草磚墻與混凝土外框的協(xié)同工作性能研究29-46
• 3.1 試驗(yàn)墻體的概況29-31
• 3.1.1 試驗(yàn)墻體的設(shè)計(jì)29-31
• 3.2 模型墻體的相似關(guān)系31
• 3.3 試件制作31-33
• 3.3.1 鋼筋混凝土外框內(nèi)無(wú)填充材料構(gòu)件的制作31-32
• 3.3.2 鋼筋混凝土外框內(nèi)填棉花秸稈草磚構(gòu)件的制作32-33
• 3.4 試驗(yàn)方法33-36
• 3.4.1 加載裝置及設(shè)備33-34
• 3.4.2 加載方案34-35
• 3.4.3 測(cè)試方案35-36
• 3.5 兩榀墻體擬靜力試驗(yàn)現(xiàn)象及分析36-43
• 3.5.1 兩榀試驗(yàn)墻體的破壞形態(tài)以及破壞過(guò)程36-39
• 3.5.2 兩榀墻體的抗震性能對(duì)比分析39-43
• 3.6 應(yīng)變片測(cè)點(diǎn)分析43-44
• 3.7 結(jié)論44-45
• 3.8 本章小結(jié)45-46
• 第4章 利用ABAQUS軟件對(duì)棉花秸稈草磚墻體進(jìn)行數(shù)值模擬46-65
• 4.1 引言46
• 4.2 試驗(yàn)構(gòu)件本構(gòu)關(guān)系的選擇46-49
• 4.2.1 混凝土本構(gòu)關(guān)系的選擇46-48
• 4.2.2 鋼筋本構(gòu)關(guān)系的選擇48
• 4.2.3 砂漿的本構(gòu)關(guān)系48-49
• 4.2.4 棉花秸稈草磚參數(shù)的選擇和確定49
• 4.3 試驗(yàn)構(gòu)件模型的建立步驟49-58
• 4.3.1 創(chuàng)建模型49-51
• 4.3.2 定義材料屬性51-54
• 4.3.3 裝配件54
• 4.3.4 設(shè)置分析步54-55
• 4.3.5 定義相互作用55-56
• 4.3.6 定義邊界條件56
• 4.3.7 加載制度56-57
• 4.3.8 單元網(wǎng)格的劃分57-58
• 4.3.9 提交分析和后處理58
• 4.4 有限元模擬結(jié)果和擬靜力試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析58-60
• 4.5 分析棉花秸稈草磚對(duì)框架受力的影響60-63
• 4.6 數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果差異性分析63-64
• 4.7 本章小結(jié)64-65
• 第5章 棉花秸稈草磚墻的耐火性能研究65-71
• 5.1 試驗(yàn)墻體的制作65-66
• 5.1.1 基本信息65
• 5.1.2 構(gòu)件的制作65-66
• 5.2 試驗(yàn)設(shè)備和方法66-67
• 5.3 試驗(yàn)現(xiàn)象67-69
• 5.4 試驗(yàn)分析及試驗(yàn)結(jié)論69
• 5.5 本章結(jié)論69-71
• 第6章 結(jié)論與展望71-73
• 6.1 結(jié)論71-72
• 6.2 展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 致謝77-78
• 作者簡(jiǎn)歷78

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