严寒地区基于热工和力学性能的混凝土自保温砌块设计-东南大学学报.pdfVIP

第４５卷第１期 东南大学学报（自然科 学版 ） Ｖｏｌ．４５ Ｎｏ．１ 　 ２０１５年１月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） 　 Ｊａｎ．２０１５ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－０５０５．２０１５．０１．０２６ 严寒地区基于热工和力学性能的混凝土 自保温砌块设计及优化 丁晓燕　 罗永磊　 陈忠范　 徐　明 （东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室，南京２１００９６） 摘要：设计了一种墙厚２８０ｍｍ、满足东北严寒地区节能要求的混凝土自保温砌块．首先，分析了 影响混凝土自保温砌块保温及受力性能的主要指标；其次，基于规范对砌块块形的相关要求，设 计了１５种自保温砌块块形；然后，利用ＡＮＳＹＳ有限元分析软件，求解这１５种砌块的传热系数 和抗压强度；最后，运用多目标性能优化方法对砌块热工性能、力学性能和容重进行综合优化，得 出最佳块形，并对其进行二次热工性能、力学性能优化，以得到最终最优块形．结果表明：最终最 ２ 优块形的传热系数为０３５０Ｗ／（ｍ ·Ｋ），毛截面抗压强度为６５０ＭＰａ，横肋与竖肋应力相近， 自保温砌块受力更加合理；在空心率相同的前提下，自保温层宜采用非均匀排列，近冷热源两侧 端面的保温层越厚，砌块保温节能效果越好． 关键词：自保温砌块；热工性能；力学性能；ＡＮＳＹＳ；优化分析 中图分类号：ＴＵ５２２３　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００１－０５０５（２０１５）０１０１４５０６ Ｓｅｌｆｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｃｏｎｃｒｅｔｅｂｌｏｃｋｄｅｓｉｇｎａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｍａｌａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｉｎｃｏｌｄｒｅｇｉｏｎｓ ＤｉｎｇＸｉａｏｙａｎ　 ＬｕｏＹｏｎｇｌｅｉ　 ＣｈｅｎＺｈｏｎｇｆａｎ　 ＸｕＭｉｎｇ （ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｏｎｃｒｅｔｅａｎｄＰｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓｅｌｆｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｃｏｎｃｒｅｔｅｂｌｏｃｋ（ＳＩＣＢ）ｗｉｔｈｔｈｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆ２８０ｍｍｍｅｅｔｉｎｇｔｈｅｅｎｅｒ ｇｙｓａｖｉｎｇｓｔａｎｄａｒｄｉｎｎｏｒｔｈｅａｓｔｃｏｌｄｒｅｇｉｏｎｓｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅｍａｉｎｉｎｆｌｕｅｎｔｉａｌｉｎｄｉｃｅｓｏｆｔｈｅｒｍａｌ ａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＳＩＣＢａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｎ，１５ｔｙｐｅｓｏｆＳＩＣＢａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏ ｔｈｅｃｒｉｔｅｒｉｏｎｏｆｂｌｏｃｋｓｈａｐｅ．Ｔｈｅｉｒｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓａｎｄｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｓａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅＡＮＳＹＳｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｍｕｌｔｉｏｂｊｅｃｔｉｖｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓ ｕｓｅｄｔｏｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙａｎｄｄｅｎｓｉｔｙ，ａｎｄｔｈｅ ｂｅｓｔｂｌｏｃｋｔｙｐｅｉｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄｔｈｅｒｍａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｂｅｓｔｂｌｏｃｋｔｙｐｅａｒｅｏｐｔｉ ｍｉｚｅｄａｇａｉｎｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｆｉｎａｌｂｅｓｔｂｌｏｃｋｔｙｐｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆ ２ ｔｈｅｆｉｎａｌｂｅｓｔｂｌｏｃｋｔｙｐ