【碩士】新型無機納米發(fā)泡材料組合屋面板的研究與開發(fā)

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　　【學位年度】2007　　【摘要】　　自上個世紀七十年代世界金融危機出現(xiàn)以來，各國相繼進行了能源的綜合開發(fā)和利用工作，在建筑行業(yè)出現(xiàn)了許多新型的建筑材料來適應(yīng)建筑保溫節(jié)能的要求。對于能源相對短缺的中國來說，建筑節(jié)能更是勢在必行。與同緯度的許多發(fā)達國家相比，我國單位建筑面積采暖能耗是他們的三倍左右。為此，我國正在大力開展建筑節(jié)能方面的科學研究，發(fā)展新的建筑節(jié)能技術(shù)，采用新的節(jié)能材料，開發(fā)各種高效保溫材料。同時，為了減少承重結(jié)構(gòu)的截面尺寸、節(jié)約鋼材，各種輕型屋面材料應(yīng)運而生。本新型無機納米發(fā)泡材料組合屋面板就是在這種背景下研制開發(fā)出來的，通過組合屋面板上層無機納米發(fā)泡材料輕質(zhì)多孔的特點實現(xiàn)組合屋面板的保溫和減小自重的功能，同時通過下部鋼板和鋼邊框保證其具有一定的承載力和安全度。本文以這種新型無機納米發(fā)泡材料組合屋面板為研究對象，主要目的是通過試驗與理論分析，建立有效的有限元分析模型，使其能夠反映出組合屋面板的力學性能，并能有效的指導二次設(shè)計。首先對無機納米發(fā)泡材料進行了系統(tǒng)的試驗研究，總結(jié)了無機納米發(fā)泡材料的力學和物理性質(zhì)，并制作了六塊常用板型組合屋面板，通過承載力試驗測量其在不同荷載作用下的力學表現(xiàn)。隨后建立了該組合屋面板的相關(guān)有限元模型，通過計算分析了組合屋面板在理論條件下的力學性能表現(xiàn)，并與組合屋面板力學性能試驗值相對比，說明了該有限元模型能夠很好的模擬組合屋面板的力學性能表現(xiàn)，并進一步研究其極限承載力以及極限狀態(tài)。最后，在前面有限元模型的基礎(chǔ)上，通過改變組合屋面板跨度、鋼邊框高度、鋼邊框鋼板厚度等參數(shù)對承載力以及變形的影響進行了分析，并綜合考慮了材料成本、自重以及實現(xiàn)難度等方面因素后，歸納出了組合屋面板二次設(shè)計流程圖。　　共93頁

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