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盒式钢结构是一种梁、柱间距为2米左右的小柱网新型钢结构形式,该结构可广泛用于一般民用建筑。与现有的钢结构外墙板相比采用保温围护材料于一体的盒式钢结构在耐久性和经济性上有明显的优势。本文主要通过ANASYS软件建立与试验试高度仿真的模型,并模拟试验条件计算出试件模型的温度场,温度应力来与实际试验结果作对比分析,研究盒式钢结构的保温效果和力学性能。 1、以盒式钢结构为基础,以陶粒轻沙混凝土为主要材料,并使用可以重复利用不易跑模的钢模制作空心墙板和相同尺寸的实心板,在28天养护成型后用于试验研究。利用 JTNT-A、JTRG-I等传热系数测试仪器,模拟冬冷夏热地区室内外的温度差进行温度加载,在温度达到稳态后,测定墙板的传热系数。 2、通过理论计算得出空心板传热系数平均值为1.64,实心板的平均传热系数为1.89,而实验得出的热系数平均值为1.66,实心板的平均传热系数为1.85,平均值误差较小,采取了保温措施的空心板对比实心板,其具有更好的保温效果,但两面墙体传热系数较大,均不能满足夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准(JGJ134—2003)中K≤1.5[W/(m2·K)]的要求。 3、提供墙板模型建立的理论基础,确定初始边界条件和墙板的网格模型,钢筋分布。 4、为了更好地研究空心墙板保温效果和力学性能,并与实际稳态热工性能试验作对比,以《民用建筑热工设计规范》(GB50176-93)[21]夏热冬冷地区室内外温度为基础,取两组试验温度进行加载,模拟分析墙板温度分布梯度,并由此得出空心墙板保温性能优于实心墙板。墙板的温度应力主要集中分布在空心柱周围,尤其是墙体薄弱位置以及钢筋铺设的位置,墙板在实验温度加载下的最大温度应力为0.76Mpa,小于墙板的抗拉强度,理论上不会开裂。且在实验过程中,未发现墙板有开裂现象,表明试验结果与理论分析吻合得比较理想。