玻化微珠永久性保溫墻模復合剪力墻體系是適應我國在住宅建筑中大力開展建筑節能、發展綠色建材、推進墻體革新的新形勢而提出的新型建筑節能結構體系。其研究初衷就是要徹底取代磚混結構，使我國的住宅達到節能省地。 本體系復合剪力墻采用玻化微珠保溫砌塊為墻模，將墻模對孔錯縫砌筑，構成現澆墻體的模板，在模內形成空腔。墻模內部配置水平及豎向鋼筋網片，沿墻模上部空腔灌注自密實混凝土，墻模與混凝土形成復合剪力墻，作為體系的承重和抗側力結構。沿內外墻上部設置封閉式圈梁，樓板和屋蓋采用現澆或裝配整體式結構，構成墻體保溫與結構一體化的完... 玻化微珠永久性保溫墻模復合剪力墻體系是適應我國在住宅建筑中大力開展建筑節能、發展綠色建材、推進墻體革新的新形勢而提出的新型建筑節能結構體系。其研究初衷就是要徹底取代磚混結構，使我國的住宅達到節能省地。 本體系復合剪力墻采用玻化微珠保溫砌塊為墻模，將墻模對孔錯縫砌筑，構成現澆墻體的模板，在模內形成空腔。墻模內部配置水平及豎向鋼筋網片，沿墻模上部空腔灌注自密實混凝土，墻模與混凝土形成復合剪力墻，作為體系的承重和抗側力結構。沿內外墻上部設置封閉式圈梁，樓板和屋蓋采用現澆或裝配整體式結構，構成墻體保溫與結構一體化的完整體系。 作為一種自保溫體系，玻化微珠永久性墻模復合剪力墻體系是總結了國外的模板保溫、免拆模板現澆承重墻和混凝土小型空心砌塊承重墻等體系的成功經驗，取其科學合理核心，與我國現行建筑結構做法相結合而形成的。該體系的特點表現在:實現了結構體系與保溫隔熱技術結合，結構施工過程中完成墻體保溫施工；墻體保溫性能好，顯著高于現行建筑節能設計標準要求；結構體系為帶縫剪力墻結構，結構變形能力強，可以實現抗震結構控制；體系在提高住宅適用性、安全性、耐久性、舒適性等住宅品質的同時，還帶來了顯著的經濟效益。該體系適用于多層或中高層住宅建筑或縱橫墻較多的公共建筑，可以用于抗震和非抗震地區，并可滿足不同氣候區的保溫、隔熱需要，符合我國節約土地、節約能源、節約用水和節約材料的“四節"可持續發展需要。 本論文對玻化微珠永久性保溫墻模復合剪力墻體系進行了較為系統的研究，論文的工作包括技術可行性研究、力學性能研究及經濟性綜合評價三個方面。技術可行性研究內容主要包括材料研制及墻模設計；力學性能研究包括復合剪力墻墻片的抗震性能研究及本體系試驗樓模型的抗震動力分析；經濟性綜合評價包括評價模型的建立及綜合評價實例。具體的研究工作主要包括: 1.根據墻模的功能特點、有關規范規程要求及工程應用條件確定墻模特征及性能要求，在此基礎上選擇合適的原材料，通過理論分析和試驗研究，研制出墻模適用的節能環保型無機保溫材料，為墻模設計提供依據。其后結合數值模擬、熱工計算結果及試驗數據，對墻模進行設計。計算及試驗樓施工實踐均表明:該墻模作為外墻保溫結構，能夠滿足國家最高的節能65％標準要求；同時作為墻體模板，保溫墻模具有良好的抗彎性能和抗變形能力，能滿足《混凝土結構工程施工及驗收規范》中對模板的強度和剛度要求。 2.墻片抗震性能試驗研究及分析方面，進行了復合剪力墻軸心受壓性能試驗研究和有限元模擬，分析了其承載力和破壞過程。結果表明:在軸向壓力作用下，復合剪力墻試件承載能力與普通剪力墻承載能力接近；試件出現延時破壞，破壞位置在墻模肋部周圍，與設計破壞模式一致；試件平面外穩定性良好；在試驗過程中，永久性墻模與帶縫剪力墻始終共同受力，具有良好的協同工作性能。 3.在試驗研究的基礎上，運用有限元分析程序ANSYS對該體系剪力墻進行非線性分析，研究帶縫剪力墻構件的抗震性能，并與普通剪力墻對比。系統分析了帶縫剪力墻在破壞模式、應力應變特點、剛度及延性等方面的特點和規律。分析結果表明:保溫墻模帶縫剪力墻構件在彈性階段具有足夠的強度和剛度，可以滿足抗震設防第一水準要求，其承載力可以參照現有剪力墻計算公式計算；帶縫剪力墻構件開裂后，墻模預設豎縫對墻體整體性能影響較大，改變了墻體的破壞形態，降低了結構的剛度；同時提高了結構的延性，增大其耗能能力，而構件的剛度退化現象也沒有發生突變，性能穩定，使結構具有剛度小、阻尼高、延性好和耗能能力強的特點，滿足在多遇地震下的抗震設防要求。其后根據正交試驗原理，研究了軸壓比、剪跨比、墻厚、配筋率及組合柱等因素對帶縫墻的承載力及破壞形態、變形能力等抗震性能的影響。 4.通過建立符合實際工作情況的三維空間有限元模型，對該結構體系試驗樓模型進行了模態分析、振型分解反應譜分析及時程分析。分析表明該體系自重輕，受力變形較小，抗震性能好。帶縫剪力墻與普通剪力墻的變形基本相同，層剪力、層位移較接近，在結構整體設計時，帶縫剪力墻結構可簡化為普通剪力墻結構進行截面設計與配筋；帶縫剪力墻應力較大值發生在試驗樓墻模的隔板周圍，即剪力墻體系開縫周圍為結構薄弱部位，分布較為分散，符合墻模設計時提出的“限定地震破壞形式”的構想。 5.運用系統工程、價值工程、全壽命周期評價及層次分析法等理論和方法，構建了該體系的性能評定指標體系，確定了性能的量化評價方法。并根據節能建筑實際建立了住宅全壽命周期成本計算數學模型。在確定了住宅性能及成本的基礎上，建立了住宅價值工程測評體系。運用本文建立的住宅價值工程測評體系，進行住宅的經濟效果綜合評價。經濟性綜合評價結果表明:該體系的性能成本比(價值)顯著高于外墻采用有機保溫材料的剪力墻體系及磚混結構體系，其綜合經濟效益是最優的。

目錄概覽

玻化微珠永久性保溫墻模復合剪力墻結構體系研究 目次

封面

文摘

英文文摘

論文說明：符號說明

聲明

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第一章 緒論

1.1 概述

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1.2 本文研究背景

1.2.1 我國能源現狀與建筑節能的重要性

1.2.2 墻體材料革新

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1.3 國內外研究現狀

1.3.1 新型墻體材料研究概況

1.3.2 新型建筑節能體系

1.3.3 帶縫剪力墻研究概況

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1.4 玻化微珠永久性保溫墻模復合剪力墻體系

1.4.1 體系的提出

1.4.2 體系的技術經濟特點

1.5 本文研究的主要內容

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第一篇 體系技術可行性研究 第二章 節能環保型墻模材料的研制

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2.1 原材料的選用及主要技術指標

2.1.1 無機保溫骨料——玻化微珠

2.1.2 膠凝組分

2.1.3 增強纖維

2.1.4 改性添加劑

2.1.5 外加劑

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2.2 墻模材料的特征要求及配合比設計原則

2.2.1 保溫墻模材料的特征要求

2.2.2 保溫墻模材料的機理分析

2.2.3 配合比設計原則

2.3 保溫墻模材料性能試驗研究

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2.4 配套材料的性能

2.4.1 砌筑砂漿的性能指標

2.4.2 輕質抹面砂漿的性能指標

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2.5 節能環保型墻模材料的綠色評價

2.5.1 節能環保型墻模材料的技術先進性

2.5.2 節能環保型保溫材料的綠色性

2.5.3 節能環保型保溫材料的經濟性

2.5.4 節能環保型保溫材料的綜合評價

2.6 本章小結

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第一篇 體系技術可行性研究 第三章 玻化微珠永久性保溫墻模的設計

3.1 永久性模板的研制意義

3.2 保溫墻模的設計原則

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3.3保溫墻模的厚度確定

3.3.1 滿足經濟要求的砌塊厚度

3.3.2 熱工計算

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3.4 保溫墻模高度及墻模內部隔板位置確定

3.4.1 墻體模擬分析概述

3.4.2 保溫墻模外形尺寸

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3.5 墻模強度及剛度驗算

3.5.1 設計荷載

3.5.2 設計規定

3.5.3 墻模強度及剛度驗算

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3.6 保溫墻模復合剪力墻施工技術

3.6.1 概述

3.6.2 施工準備

3.6.3 復合剪力墻施工

3.6.4 施工質量與工程驗收

3.7 本章小結

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第二篇 體系力學性能研究 第四章 永久性墻模復合剪力墻軸向受壓性能研究

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4.1 試件設計

4.1.1 試件尺寸及配筋

4.1.2 試件應變片布置

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4.2 試驗概況及試驗過程

4.2.1 試驗設備及量測儀器

4.2.2 試驗概況

4.2.3 試驗過程及試件變形描述

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4.3 試驗結果及分析

4.3.1 試驗結果

4.3.2 結果分析

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4.4 帶縫復合剪力墻與普通剪力墻模擬對比分析

4.4.1 試件設計

4.4.2 模擬結果分析

4.5 本章小結

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第二篇 體系力學性能研究 第五章 鋼筋混凝土非線性有限元分析理論

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5.1 鋼筋混凝土非線性問題的基本理論

5.1.1 單元建模方案

5.1.2 鋼筋混凝土的單元選取

5.1.3 加載板單元選擇

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5.2 鋼筋和混凝土材料的本構模型

5.2.1 鋼筋的本構關系

5.2.2 混凝土的本構關系

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5.3 混凝土模型的破壞準則和裂縫模式

5.3.1 混凝土破壞準則

5.3.2 混凝土的裂縫模式

5.4 有關數值計算方法

5.5 本章小結

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第二篇 體系力學性能研究 第六章 小剪跨比帶縫剪力抗震性能模擬分析

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6.1 有限元模型的建立

6.1.1 試件設計

6.1.2 材料參數確定

6.1.3 試件軸壓比確定

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6.2 剪力墻基本破壞過程

6.2.1 裂縫表示原理和表示方法

6.2.2 普通剪力墻破壞過程及形態

6.2.3 帶縫剪力墻破壞過程及形態

6.2.4 帶縫墻與普通墻Vonmises應力分析

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6.3 承載力與變形能力分析

6.3.1 荷載特征值

6.3.2 帶縫剪力墻承載力影響因素分析

6.3.3 帶縫剪力墻鋼筋應變分析

6.3.4 帶縫剪力墻有限元與理論承載力計算比較

6.3.5 試件的位移延性系數、割線剛度、屈強比

6.3.6 骨架曲線

6.3.7 恢復力模型

6.4 本章小結

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第二篇 體系力學性能研究 第七章 大剪跨比帶縫剪力墻抗震性能模擬分析

7.1 有限元模型的建立

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7.2 剪力墻基本破壞過程

7.2.1 帶縫剪力墻破壞過程形態描述

7.2.2 帶縫墻與普通墻Vonmises應力分析

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7.3 承載力與變形能力分析

7.3.1 荷載破壞過程主要特征值

7.3.2 帶縫墻鋼筋應變分析

7.3.3 帶縫剪力墻有限元與理論承載力計算比較

7.3.4 試件的位移延性系數、割線剛度、屈強比

7.3.5 骨架曲線

7.3.6 恢復力模型

7.4.本章小結

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第二篇 體系力學性能研究 第八章 復合剪力墻結構體系試驗樓抗震動力分析

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8.1工程概況及有限元模型的建立

8.1.1 工程概況

8.1.2 有限元模型

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8.2 模態分析

8.2.1 基本理論及求解方法

8.2.2 模態分析

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8.3 譜分析

8.3.1 基本理論

8.3.2 地震反應譜分析

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8.4時程分析

8.4.1 基本理論

8.4.2 地震波的基本參數

8.4.3 阻尼取值

8.4.4 時程分析結果

8.5 本章小結

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第三篇 體系經濟性綜合評價 第九章 復合剪力墻結構綜合評價的基本原理及模型

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9.1 復合剪力墻結構綜合評價的理論依據

9.1.1 系統工程理論

9.1.2 全壽命周期成本理論

9.1.3 可持續發展理論

9.1.4 價值工程理論

9.1.5 層次分析評價理論

9.2 體系綜合評價的基本思路

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9.3 性能評價指標體系的建立

9.3.1 性能評價指標建立的原則

9.3.2 住宅性能測評指標體系的指標設定

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9.4 住宅性能的評價方法

9.4.1 權重確定方法選擇

9.4.2 層次分析法

9.4.3 確定指標因素及各因素的權重

9.4.4 計算各層次指標權重

9.4.5 性能評分值的確定方案

9.4.6 體系最終性能得分

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9.5 壽命周期成本確定

9.5.1 全壽命周期成本內涵

9.5.2 全壽命周期成本計算數學模型

9.6 評價方法和評價準則

9.7 本章小結

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第三篇 體系經濟性綜合評價 第十章 玻化微珠保溫墻模復合剪力墻結構綜合評價

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10.1 研究體系概況

10.1.1 試驗樓有關參數

10.1.2 圍護結構構造做法

10.2 復合剪力墻體系及對比體系性能得分

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10.3 復合剪力墻體系及對比體系全壽命周期成本

10.3.1 復合剪力墻體系及對比體系建造費用

10.3.2 復合剪力墻體系及對比體系能耗計算

10.3.3 復合剪力墻體系及對比體系壽命周期成本

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10.4 體系價值指數確定及評價

10.4.1 復合剪力墻體系及對比體系性能指數

10.4.2 復合剪力墻體系及對比體系成本指數

10.4.3 復合剪力墻體系及對比體系價值指數

10.5 本章小結

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第三篇 體系經濟性綜合評價 第十一章 結論與展望

11.1 結論

11.2 展望

參考文獻

附錄

致 謝

個人簡歷、在學期間發表的學術論文與研究成果