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随着世界经济的飞速发展,能源危机受到越来越多的国家和地区的重视,而中国作为一个人口大国,能源人均占有率偏低,能源问题已经成为中国经济发展的“绊脚石”。同时,随着城市化水平的不断加快,房屋及道路建设的大力发展,建筑耗能也越来越大。据调查,中国的建筑耗能已接近社会终端总能耗的30%,到2020年,可能接近40%,在中国既有的和新建建筑中,高能耗分别为99%和95%,而在建筑耗能中,外墙作为建筑围护结构的主体,约占50%。可见,要从根本上实现建筑的节能,必须把墙体节能放在重中之重的位置。 目前国内运用研究较多的是内叶墙单独承重的夹心墙体系,而对内、外叶墙均承重的夹心墙体系研究较少。本文介绍的烧结清水装饰砖夹心复合节能墙体系指采用烧结清水装饰砖作为墙体的外叶,普通烧结多孔砖作为内叶,中间夹以保温材料,并用钢筋加以拉结的夹心复合墙体。该墙体具有保温、隔热、节能、环保,且美观、自然等优点,具有广泛的发展前景。本文对烧结清水装饰砖夹心复合节能墙体的构造和特点进行了介绍和分析,并通过试验对其力学性能进行了研究。内容包括夹心复合墙体的抗压试验和墙片的低周往复水平荷载试验,研究了该种墙体的破坏形态、抗震性能及变形能力。分析表明,烧结清水装饰砖夹心复合节能墙体具有较强的承载能力和足够的抗倒塌能力。 基于上述背景,本文利用ABAQUS非线性有限元软件对试验墙体进行数值模拟分析,分析研究了该夹心复合墙体的抗震性能,详细对比分析了不同工程情况下夹心墙的受力性能,为该夹心复合墙体在实际工程中的应用提供理论依据。 本文的主要内容包括: 1.根据国内外研究成果,系统总结夹心墙的受力特点,同时对夹心墙的承载力进行计算研究。 2.通过进行夹心复合墙体拟静力试验,了解墙片的工作状态、受力破坏机制和倒塌机理,同时研究夹心墙的协同工作性能及在承受低周反复水平荷载时的力学性能以及墙片的多项抗震指标:墙体的滞回曲线、骨架曲线等。 3.运用有限元软件对夹心墙进行非线性有限元分析,将得出的计算结果同试验结果进行对比分析。 4.在确认模型正确建立的情况下,进行各种对比试验模型的建立和分析,如夹心墙同等厚实心墙体的对比研究,不同竖向应力作用下夹心墙模型、不同保温层厚度夹心墙模型、不同拉结件形状(环形、卷边Z形和Z形)夹心墙模型、不同拉结件布局夹心墙模型的对比研究。 5.针对前述对比分析中得到的结论,为今后该类夹心墙体的设计提出几点建议,以供今后该类夹心墙体设计参考。