【摘 要】
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装配式建筑因其工期短、节能环保等优势在实际工程中正得到大力推进,与此同时对装配式建筑的相关研究正成为热点。本文针对装配式混凝土建筑中的PCW(Precast Composite Wall)结构体系进行其典型接缝部位干式连接件的传热分析,以得出PCW结构体系在采用干式连接方式时接缝部位对节能保温及墙板整体平均传热系数的影响,同时提出具体节点的构造处理方式。为达成以上目的,有针对性的开展了以下几项工作
【基金项目】
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陕西省重点研发计划重点产业创新链项目《低能耗装配式住宅节能关键技术及模块化设计》(2021ZDLSF05-11);
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装配式建筑因其工期短、节能环保等优势在实际工程中正得到大力推进,与此同时对装配式建筑的相关研究正成为热点。本文针对装配式混凝土建筑中的PCW(Precast Composite Wall)结构体系进行其典型接缝部位干式连接件的传热分析,以得出PCW结构体系在采用干式连接方式时接缝部位对节能保温及墙板整体平均传热系数的影响,同时提出具体节点的构造处理方式。为达成以上目的,有针对性的开展了以下几项工作:一,首先介绍了PCW结构体系和装配式建筑干式连接方式的具体特点,详细介绍了四种应用于PCW结构体系的干式连接件,分别为应用于水平接缝的盒式连接和拼接式连接以及应用于竖向接缝的软钢板焊接连接和螺栓连接,对其连接原理及连接件各部分尺寸进行了重点详述。同时对PCW结构体系中其它可能产生热桥的部位进行了介绍,以此对研究对象及研究内容充分说明。二,使用有限元分析软件AUTODESK CFD 17中的传热分析模块分别对墙板水平接缝及竖向接缝的干式连接件进行有限元传热模拟分析,得出不同干式连接件接缝处的内表面温度分布情况及热流分布云图,验证是否产生热桥效应。同时针对产生热桥的干式连接件进行外覆不同保温层厚度(EPS板)的传热模拟,观察干式连接件的内表面温度及热流变化情况。模拟分析结果显示在无保温层情况下,盒式连接件、螺栓连接件和软钢板焊接连接件均会产生热桥,其中盒式连接件的热桥效应最为明显;拼接式连接用于水平接缝时因安装在室外侧对墙板内表面温度影响较小。为在陕西省大力推进PCW结构体系,验证该体系在陕北(榆林)、关中(西安)和陕南(安康)三个不同地区的气候适应性。选取三地冬季的极端气候条件,模拟得出干式连接件在极端气候条件下的内表面温度变化情况及热流密度变化情况;针对外覆不同厚度保温层的模拟结果,得出满足规范中墙体传热系数的最小保温层厚度。三,装配式建筑水平接缝及竖向接缝的构造处理是一项综合性集成化工程,不仅应考虑结构及节能保温问题,同时应兼顾防水、气密性、隔声及耐久性等方面。针对PCW结构体系的不同干式连接件,根据外墙保温形式(外保温和夹芯保温)及接缝位置(水平接缝和竖向接缝)的不同,在考虑结构、保温、防水以及气密性四方面后提出了不同的构造处理措施,共提出四种夹芯保温方式和六种外保温方式的接缝构造处理措施。四,由于墙板本身的特殊性构造,其平均传热系数与其他墙板的计算方法不同,干式连接件的类型、数量及安装位置都对墙板平均传热系数产生影响。根据有限元分析模拟结果,对四种干式连接件组合墙板在不同保温层厚度下的墙体整体平均传热系数进行了计算,与同一工况下无连接件墙板的整体平均传热系数进行对比后得出墙板整体平均传热系数的影响系数,形成不同连接件组合墙板的平均传热系数的影响系数表格。根据影响系数的数值得出拼接-软钢板组合墙板的热工能在四种连接件组合墙板中最优,盒式-螺栓组合墙板热工性能在四种连接件组合墙板中最差。本论文对PCW结构体系的干式连接方式进行了系统研究,包括对常用的四种干式连接件进行热工性能模拟分析,并对水平接缝及竖向接缝的构造处理提出了相应的措施建议,以及给出了干式连接方式下的PCW墙板整体平均传热系数的影响系数。
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