屋顶空腹夹层结构的隔热性能及施工工艺改进研究

摘要

本文主要是研究空腹夹层结构的保温隔热性能和施工工艺改进。有别于以往的屋顶保温隔热的“建筑构造”措施，本文着眼于通过结构的空腹形式获得建筑节能效果，在中、大跨度的屋盖中采用空腹结构可以集建筑功能与结构受力性能于一体。因此本项目的研究是紧随着目前国家倡导的建筑节能主旋律，具有现实意义。 根据复合平壁热阻计算理论，通过适当的简化，推导出一般空腹夹层结构中基本单元的等效热阻计算公式，为以后计算不同尺寸空腹夹层结构的热阻提供了方便。 结合实际算例，利用等效热阻公式计算具体工程当中空腹夹层结构的热阻值，并与实心板比较得出结论，混凝土用量减小而总热阻有很大提高，阐述了空腹夹层结构在大、中跨度屋面结构当中的优点。 介绍了空腹夹层结构传统的施工操作方法，并指出了其不足之处。根据空腹夹层结构在荷载作用下的内力分布特点，提出了采用钢管装配剪力键施工方法的可行性。阐述了空腹夹层结构改进后的施工工艺流程、注意事项以及工法特点。采用钢管装配剪力键，克服了以往钢筋混凝土空腹结构中短小的剪力键支模和钢筋绑扎的困难，提高了施工速度。 在钢管装配剪力键上开孔后，此时要考虑对流换热问题。通过分析对流换热系数可知，欲使对流换热系数增大，可以设法增大空气流速。通过相应的ANSYS模型分析可知，在剪力键上开孔是有益的，在一定范围内增大空气流速和空气间层厚度对空腹夹层结构的热工性能是有益的。

目录

文摘

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致谢

第一章绪论

§1.1引言

§1.2传统的屋顶节能构造措施

§1.2.1蓄水屋面

§1.2.2架空隔热板

§1.3空腹夹层结构的应用

§1.4屋顶保温隔热措施的研究现状

§1.5本文的主要工作

参考文献

第二章传热学理论

§2.1引言

§2.2导热问题的数学描述

§2.2.1导热基本定律

§2.2.2导热微分方程和定解条件

§2.2.3稳态导热

§2.3对流问题的数学描述

§2.4本章小结

参考文献

第三章空腹夹层结构的导热分析

§3.1引言

§3.2空腹夹层结构的等效热阻

§3.3一维稳态温度场的理论解

§3.4算例

§3.5本章小结

参考文献

第四章空腹夹层结构的施工改进

§4.1引言

§4.2传统的施工工艺

§4.3改进后的施工工艺

§4.3.1改进的可行性

§4.3.2装配钢管剪力键和预制板带的组成

§4.3.3改进后的施工工艺流程

§4.3.4施工准备及注意事项

§4.3.5工法特点及效益分析

§4.3.6应用实例

§4.4本章小结

参考文献

第五章空腹夹层结构的对流换热分析

§5.1引言

§5.2速度边界层

§5.3温度边界层

§5.4理论分析

§5.5 ANSYS建模分析

§5.5.1封闭空气的对流分析

§5.5.2流动空气的对流分析

§5.6本章小结

参考文献

第六章结论与展望

§6.1工作总结及主要结论

§6.2进一步研究展望

作者简历