【摘要】：建筑外墻外保溫技術因其保護結構墻體、節(jié)省空間、方便施工等方面的獨特優(yōu)勢成為建筑外保溫的主流。從1997年我國開始強制實行建筑節(jié)能，建筑節(jié)能標準從最初的節(jié)能30%逐漸過渡到節(jié)能50%。隨著一些地區(qū)開始實施新的居住建筑節(jié)能設計標準，我國建筑節(jié)能率將達到發(fā)達國家先進水平。 本文首先測試得到了EPS、XPS保溫板的彈性模量、泊松比、線膨脹系數(shù)，為有限元分析提供了基本的物理力學參數(shù)。利用數(shù)值方法研究了建筑外保溫墻體一側處于不同的大氣環(huán)境溫度，另一側處于室內(nèi)溫度時，墻體內(nèi)部的溫度場分布情況；研究了空氣夾層、保溫板類型、墻體材料類型等主要因素對建筑外保溫墻體內(nèi)部溫度場的影響。另外，選取了保溫板分別與混凝土和加氣混凝土組成的建筑外保溫墻體做為典型代表分析了在不同溫度條件下的溫度場分布情況，為保溫板變形提供了溫度邊界條件。 通過有限元模擬方法得到了不同保溫材料在不同的溫差條件下保溫板內(nèi)部應變沿板厚度方向的變化規(guī)律、溫度沿墻體厚度方向的分布規(guī)律。由于保溫板的變形會引起保溫板與基層墻體粘結界面上的粘結應力，，工程中常見由于粘結失效造成外保溫破壞。為此通過在ANSYS中建立有限元模型，施加熱分析邊界條件，得到外保溫墻體內(nèi)部的溫度場。在有限元模型上施加結構分析邊界條件，將熱分析得到的溫度場作為體積荷載施加到結構分析模型，得到了應力場。讀取界面應力，得到界面上最大應力隨溫度變化曲線。通過改變模型上的結構邊界條件，模擬了保溫板與墻體間不同的粘接面積，得到了一定溫度作用下溫度應力與粘結面積之間的關系曲線。 最后試驗實測了不同溫度條件下兩種保溫板內(nèi)部的溫度場分布及應變分布。并與有限元模擬結果作對比，分析了結果存在差異的原因。
[Abstract]:The external thermal insulation technology of building exterior wall has become the mainstream of building external insulation because of its unique advantages in protecting structural wall, saving space, convenient construction and so on. Since 1997, building energy saving has been enforced in our country, and the building energy saving standard has gradually transitioned from 30% energy saving to 50% energy saving. With the implementation of new energy saving design standards for residential buildings in some areas, the energy saving rate of buildings in China will reach the advanced level of developed countries. In this paper, the elastic modulus, Poisson's ratio and linear expansion coefficient of EPS,XPS insulation plate are measured, which provides the basic physical and mechanical parameters for finite element analysis. The distribution of temperature field in the wall is studied by numerical method when one side of the thermal insulation wall is in different atmospheric environment temperature and the other side is in the indoor temperature. The effects of air interlayer, insulation board type and wall material type on the internal temperature field of external thermal insulation wall are studied. In addition, the external thermal insulation wall composed of insulation plate, concrete and aerated concrete is selected as the typical representative to analyze the temperature field distribution under different temperature conditions, which provides the temperature boundary condition for the deformation of insulation board. Through the finite element simulation method, the variation law of the internal strain of the insulation plate along the direction of the thickness of the plate and the distribution of temperature along the direction of the thickness of the wall under different temperature difference conditions are obtained. Because the deformation of the insulation plate will cause the bond stress on the bonding interface between the insulation board and the base wall, the external heat preservation failure is often caused by the bond failure in the project. Therefore, the temperature field in the external insulation wall is obtained by establishing the finite element model in ANSYS and analyzing the boundary conditions by heating. The boundary condition of structural analysis is applied to the finite element model, and the temperature field obtained by thermal analysis is applied to the structural analysis model as volume load, and the stress field is obtained. The curve of the maximum stress on the interface with temperature is obtained by reading the interface stress. By changing the structural boundary conditions on the model, the different bonding areas between the insulation plate and the wall are simulated, and the relationship between the temperature stress and the bond area under a certain temperature is obtained. Finally, the temperature field distribution and strain distribution in two kinds of insulation plates under different temperature conditions are measured. The results are compared with those of finite element simulation, and the reasons for the differences are analyzed.
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TU551

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本文編號：2475288