金属面夹芯板统一理论及夹芯板防火性能研究

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1、工学硕士学位论文金属面夹芯板统一理论及夹芯板防火性能研究RESEARCHONTHEUNIFIEDTHEORYANDFIRERESISTENCEOFMETALSKINNEDSANDWICHPANEL宋新武哈尔滨工业大学2010年6月国内图书分类号：TU111.4+1/TU398.9学校代码：10213国际图书分类号：624密码：公开硕士学位论文金属面夹芯板统一理论及夹芯板防火性能研究硕士研究生：宋新武导师：査晓雄教授学科、专业：土木工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2010-6-22授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU111.

2、4+1/TU398.9U.D.C.:624DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONTHEUNIFIEDTHEORYANDFIRERESISTENCEOFMETALSKINNEDSANDWICHPANELCandidate:SongXinwuSupervisor:Prof.ZhaXiaoxiongAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:CivilEngineeringAffiliation:ShenzhenGraduate

3、SchoolDateofDefence:June,2010Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要金属面夹芯板，是一种新型的建筑保温隔热材料，其具有轻质,高强，良好的耐热绝热，隔声，防水，隔震，抗腐蚀，减振和防火性能。而且易于大批量工业化生产，维护维修费用低，能够产生综合经济效益。目前对夹芯板的承载力设计公式还只是停留在实践和经验的基础上，这极大的影响了金属面夹芯板在实际工程中的应用，因此本文在48个不同面板夹芯板抗弯试验的基础上，通过理论和有限元

4、软件分析的方法对抗弯承载力公式进行了统一。本文第一大部分主要进行对抗弯承载力公式的统一化研究主要包括以下内容：(1)进行了48个夹芯板抗弯试验，和27个材料性能试验，得到了岩棉，玻璃棉，聚氨酯，秸秆等芯材的基本材料性能，以及夹芯板的抗弯承载力；(2)承载力公式考虑了夹芯板的弯曲变形和剪切变形，对于岩棉，玻璃棉，聚氨酯等由于其本身弹性模量比较小，只考虑了其面板所提供的刚度，没有考虑芯材本身的刚度，对于秸秆芯材由于其本身弹性模量比较大，在计算时也考虑了其本身的刚度；(3)通过有限元方法，对剪力分配系数进行了统一，在模型建立的时候，考虑到剪力分配系数主要受板厚

5、和面板厚度的影响，因此分别建立了不同板厚和面板厚度的夹芯板模型进行分析；(4)考虑到不锈钢面板本身粘结不良的原因，特别是屋面板，因此在不锈钢屋面板的模型建立的时候考虑了粘结损伤的影响，引入了COHESIVE粘结单元的概念，并得到了比较理想的结果；(5)将试验结果与公式计算结果，以及计算结果和有限元模拟结果分别进行对比。验证了公式的可行性。本文第二大部分主要进行的是对夹芯板防火性能的研究，主要包括以下几方面内容：(1)夹芯板隔热性能的研究，通过有限元模拟方法，得到了不同厚度岩棉夹芯板，和EPS夹芯板的耐火极限，并与试验值进行了对比；(2)进行了夹芯板隔热模

6、型的有限元推导，给出了其理论分析公式；(3)进行了夹芯板火灾下承载力的研究，主要运用了有限元模拟的方法研究了在火灾情况下，由变形控制的夹芯板的耐火极限。并给出了悬索力的概念，推导出在火灾情况下夹芯板变形的简单计算公式，并与模拟值进行对比，验证其可行性；(4)将由隔热性和稳定性控制的耐火极限做了对比，可以看出夹芯板的耐火极限主要由隔热性所决定。关键词金属面夹芯板；统一理论；承载力；耐火极限；隔热性；稳定性-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractMetalsurfacesandwich,isakindofnewbuildinginsulation

7、material.Ithasadvantagesofhighstrength,goodresistance,soundinsulation,heatinsulation,waterproof,vibrationisolation,gooddampingandfireresistance,easytolargeindustrializedproduction,maintenancecost,andcanproduceeconomicbenefits.Now,theformulaofthebearingcapacityofthesandwichboardde

8、signisstillonthebasisofpracticeandexperi