【碩士】新型木塑復(fù)合材料建筑模板的研究

內(nèi)容簡介

　　隨著建筑業(yè)的快速發(fā)展，混凝土施工對模板的需求量日益增多。目前，我國建筑施工常用模板主要為膠合板模板，因其原料為木材，大量使用不僅浪費(fèi)森林資源，同時對環(huán)境也造成危害，開發(fā)模板新型材料和結(jié)構(gòu)新形式迫在眉睫。木塑復(fù)合材料充分利用了廢舊塑料和木材下腳料等廢料，工藝簡單，造價低廉，為研發(fā)新型建筑模板提供了一個嶄新思路?！　　　?本文在分析了國內(nèi)外建筑模板應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮木塑復(fù)合材料環(huán)保、價廉等優(yōu)勢，提出了新型木塑建筑模板，并采用試驗(yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合的方式，對木塑模板的物理性能和力學(xué)性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究，為新型木塑建筑模板的推廣提供了有益的依據(jù)，主要研究內(nèi)容和成果如下：　　　　 (1)依照規(guī)范分別對PE、PP和PVC三種木塑建筑模板的板材進(jìn)行物理性能試驗(yàn)研究，內(nèi)容包括板材的含水率、拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、彈性模量等，并根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行木塑實(shí)芯板研究。試驗(yàn)和分析結(jié)果表明：PVC基木塑材料具有較高的強(qiáng)度和彈性模量以及低含水率，能夠滿足實(shí)際工程的需要；在承受相同承載力的條件下，PVC基木塑實(shí)芯板的設(shè)計厚度最小，力學(xué)性能最好?！　　　?(2)基于PVC基木塑復(fù)合材料設(shè)計了三種不同截面形式的木塑空芯模板(分別為長方孔式、正方孔式和圓孔式)，通過ANSYS有限元軟件對木塑空芯結(jié)構(gòu)模板分別進(jìn)行承載能力分析和變形能力分析。分析結(jié)果表明：新型木塑空芯模板能夠滿足承載能力要求，模板尺寸的變化會對模板的承載能力和變形產(chǎn)生較大影響；在實(shí)際荷載條件下，空芯模板的支撐間距不宜大于400mm，控制在300mm左右，有效地減少了支撐方木的使用量。　　　　 (3)以木塑空芯模板的體積最小為目標(biāo)，運(yùn)用ANSYS的優(yōu)化模塊對木塑空芯結(jié)構(gòu)模板進(jìn)行尺寸優(yōu)化，得到尺寸的最優(yōu)值。優(yōu)化結(jié)果表明：一階法的求解精度最高，在滿足應(yīng)力和變形的前提下，模板優(yōu)化后尺寸為5mm×12mm×32mm×25mm×1200mm，優(yōu)化后受力更合理，既確保模板結(jié)構(gòu)安全，又降低了產(chǎn)品的成本?！　　　?(4)依據(jù)規(guī)范進(jìn)行新型鋼框-木塑(PVC基)組合模板設(shè)計，根據(jù)組合作用工作原理下的理論計算方法，驗(yàn)算組合模板在不同荷載下的撓度。計算結(jié)果表明：當(dāng)荷載值≤70KN/m2時，撓度值控制在3mm以內(nèi)，鋼框-木塑組合模板具有良好的力學(xué)性能，完全勝任模板施工工作?！　　　?(5)基于建筑技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價原理，分別對三種形式模板進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析。分析結(jié)果表明：PVC基木塑模板由于良好的力學(xué)性能和較低的材料成本使其模板造價最低，可以很好的替代竹(木)膠板、木模板等實(shí)芯模板，并且費(fèi)用低廉；在北方冬季施工期間，可以采用木塑空芯結(jié)構(gòu)模板，使用費(fèi)用可以比膠合板節(jié)省50％，并可節(jié)省保溫措施費(fèi)用；當(dāng)對模板工程有嚴(yán)格要求需要采用鋼模板時，可以用鋼框-木塑組合模板代替，回收折算后的費(fèi)用較低?！　?.....　　共96頁編制于2011年

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