新型农作物秸秆复合墙体的应用研究

【摘要】：为了贯彻可持续发展战略、实现国家节能减排的目标,推行绿色建筑材料已经迫在眉睫。农作物秸秆墙体材料有效地利用了秸秆资源,减少了秸秆焚烧所引起的环境污染,显著降低了建筑能耗,有效地改善了室内热环境。秸秆墙体材料的研究,对缓解我国能源紧缺局面,推动低碳经济和可持续发展有着重大的现实意义。 本文针对农作物秸秆墙体材料的力学性、热工性、防火性等方面进行了全面系统的分析研究。结合陕西杨凌示范样板房对秸秆墙体的应用形式和构造措施进行了深入细致的实地调研,采用现场实测和理论计算相结合的方法,初步得出了秸秆复合墙体材料的热工性能参数指标,提出了构造措施和连接方法,说明轻钢-秸秆复合墙体结构比传统砖混结构热传导效率低,抵御室外热环境效果更好。为了验证秸秆复合墙体材料热工性能的可靠度,本课题组利用ANSYS有限元结构分析软件对其进行了周期性稳态热分析。针对不同种类板材、不同保温材料、不同龙骨厚度的复合墙体进行了对比模拟分析,提出了改进作物秸秆复合墙体的技术方法。 为了进一步掌握秸秆复合墙体在抗震地区的适应性,本文根据轻钢-秸秆复合墙体的构造特性将其归属为典型蒙皮效应的一种常规结构,对它的受力性能的结构计算公式进行了优化和理论计算验证。并结合四川绵竹地区灾后重建工程中实际运用的秸秆复合墙体项目,对项目中复合墙体结构的力学性能进行ANSYS有限元模拟分析,得出应力应变关系图,并将模拟结果与理论计算值进行对比分析,结果证明轻钢-秸秆复合墙体的抗侧性能完全满足建筑抗震规范设计要求,具有良好的抗震性能。 综上所述,秸秆复合墙体材料是一种轻质、高强、可持续利用的绿色墙体材料,秸秆复合墙体建筑具有优良的热物理特性和抗震性能,可为人们提供良好的居住环境,适用于我国广大地区推广使用,具有一定的工程应用价值,它的研究成果也为推进绿色住宅和可持续建筑的发展提供了新的思路。 【关键词】：秸秆 新型复合墙 热工分析 构造措施 抗震性能
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TU398.9;TU111.4
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-8
• 1 绪论8-19
• 1.1 选题背景8-12
• 1.1.1 作物秸秆资源利用8-10
• 1.1.2 我国建筑能耗状况10-11
• 1.1.3 新型墙体材料发展11-12
• 1.2 研究目的和意义12-13
• 1.2.1 研究目的12
• 1.2.2 现实意义12-13
• 1.3 国内外研究现状13-17
• 1.3.1 国外发展状况13-15
• 1.3.2 国内应用现状15-17
• 1.4 研究内容及组织结构17-19
• 1.4.1 研究内容17
• 1.4.2 组织结构17-19
• 2 秸秆墙体材料性能研究19-36
• 2.1 秸秆砌块19-24
• 2.1.1 尺寸及制作要求19-20
• 2.1.2 墙体结构20-21
• 2.1.3 墙体材料热工指标21-22
• 2.1.4 物理性能22-24
• 2.2 秸秆板24-26
• 2.2.1 概述24
• 2.2.2 应用部位24-26
• 2.2.3 组成及性能26
• 2.3 定向结构麦秸板26-31
• 2.3.1 原料及制作工艺26-27
• 2.3.2 力学性能27-29
• 2.3.3 热工性能29-30
• 2.3.4 防火性能30-31
• 2.4 秸秆墙体材料适用性31-35
• 2.4.1 材料优越性31-32
• 2.4.2 使用广泛性32-34
• 2.4.3 注意事项34-35
• 2.5 小结35-36
• 3 新型秸秆复合墙体工程调研——陕西杨凌示范建筑36-48
• 3.1 工程简介36-37
• 3.2 围护墙体结构37-41
• 3.2.1 基本构件37-38
• 3.2.2 构造措施38-41
• 3.3 轻质楼盖系统41-42
• 3.4 室内外温度实测42-47
• 3.4.1 实验方法42-44
• 3.4.2 实验结果及分析44-47
• 3.5 小结47-48
• 4 工程实例分析——四川绵竹轻钢-秸秆复合墙体农宅48-72
• 4.1 项目概况48-50
• 4.2 围护结构热工分析50-53
• 4.2.1 基本概念50-51
• 4.2.2 热工性能有限元分析51-53
• 4.3 模拟结果及分析53-58
• 4.3.1 秸秆复合墙体的传热系数53-55
• 4.3.2 不同板材的传热系数对比55-56
• 4.3.3 不同保温层的传热系数对比56
• 4.3.4 不同龙骨厚度的传热系数对比56-58
• 4.4 建筑能耗对比分析58-60
• 4.4.1 能耗评估方法58-59
• 4.4.2 对比分析59-60
• 4.5 力学性能分析60-70
• 4.5.1 蒙皮效应60
• 4.5.2 抗剪承载力公式简化60-63
• 4.5.3 底部剪力法63-65
• 4.5.4 力学性能有限元分析65-70
• 4.6 小结70-72
• 5 结论72-74
• 5.1 总结72-73
• 5.2 展望73-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-78
• 附录78

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