《装配式混凝土夹芯叠合楼板技术规程》编制说明稿

《装配式混凝土夹芯叠合楼板技术规程》Technicalspecificationforprefabricatedc编制说明2 3 3 3 3 4 4 4 4 4 5 5 5 52 52 53 53 53 5334夹芯叠合楼板是以酚醛泡沫板作为夹芯层,以底部钢筋、上部钢筋以及加强2023年1月，主编单位湖南省建筑设计院集团股份有限公司召开标准编制5本标准适用于抗震设防烈度不超过8度的工业与民用建筑及一般构筑物的于目前研究成果和工程实践的局限性，本规程暂不包含抗震设防烈度为9度地本标准共分九个章节，主要技术内容包括：1.范围；2.规范性引用文件；3.术语和定义；4.基本规定；5.材料；6.结构设计；7.集成设计；8.构件生产；9.检验与储运；10.施工与验收。本规程拟针对装配式混凝土夹芯叠合楼板在设计、传热学是一门研究热的传递过程的科学,传热过程出现在日常生活及各种不同的生产技术领域｡自然界与各个领域中普遍存在着温度差,故普遍存在着热传递问题｡传热是一个复杂的过程,根据传热过程中物理本质的不同,将其划分为热6传导、热对流和热辐射三种基本传热方式｡传导传热是热量从物体中温度较高的部分传递到温度较低的部分,或者从温度较高的物体传递到与之接触的温度较低结果｡温度是物体内微观粒子具有动能的标准,温度较高的物体,其微观粒子的动能不一样,相互振动和碰撞而将一部分动能传给温度较低的微观粒子,使他们能量在流体内部依靠流体质点的宏观位移,把热量从高温处传向低温处的过程称为对流传热｡对流传热发生在流体内部,但实际上常见有流体与固体表面之间的传递,它既包括流体主体内质点位移而产生的热对流,也包括流体与固体表面接触处的层流底层台中热传导,二者的综合过程称为对流给热或对流换热｡辐射传热是物体以电磁波的形式向四周散播辐射能,辐射能遇到冷物体时被全部或部分地吸收,热阻是表征围护结构本身或其中某层材料阻抗传热能力的物理量｡热阻值越式中:R为材料层的热阻,m2﹒K/W;δ为材料层的厚度,m;λ为材料的导热系λ=λ1F2++......Fn、F个传热面积上材料的导热系数,W/(m﹒K);λ为中间层平均导热系数,W/(m﹒K)｡R=R1+R2+...+Rn72e为内外表面换热热阻,m2﹒K/W;R0为围护结构的传热阻,m2﹒K=(5)隔声作用包括对声的反射和吸收两部分｡不同材料具有不同的透声特性与吸密和厚重的材料吸音能力差,反射性能强｡如果将其作为隔声材料应用,则其隔声性能较好｡而对于比较松软,且有互相贯穿微孔的多孔材料来说,虽然其吸音性能好,但其反射能力很差,其隔声性能并不一定好｡因此,吸音和隔声是降噪方式的两个方面｡隔声与吸音是两个完全不同的概念,隔声材料密度大而密实;吸音材料密度小而疏松｡隔声材料的主要性能是隔声,而吸音率低;吸音材料的主要性能是吸音,而隔声量小｡隔声是噪声控制的重要手段之一,它是将噪声局限在部分空间范围内,或者是不让外界噪声侵入,或者是把强烈的噪声封闭在特定的范围,从而为人们提供适宜的环境｡多孔吸音材料的构造特点是具有大量内外联通的孔隙和气泡,当声波入射其中时,可引起空隙中空气振动｡由于空气的粘滞阻力,空气与孔壁的摩擦,使相当一部分声能转化成热能而被损耗｡此外,当空气绝热压缩时,空气与利的影响｡虽然其原理有本质区别,但也可也通过不同的结构方式组合来达到一个平衡,得到最佳的降噪效果｡材料隔声性能主要取决于材料对声音的反射和吸收,这两者作用的结合往往在织物材料中很难达到平衡｡隔声性能主要取决于试8隔声性能是衡量楼板性能的一项重要指标｡在研究楼板隔声性能的理论中,R0=20lg(mf)-42.5式中:R0为正入射的隔声量,f为入射声波频率,m为面密度｡通过质量定律可知，楼板的单位面积质量和隔声效果是成正比｡当单位面积差距的,隔声量在实际中的实测值也就只有4-5过加大楼板的面密度和厚度来提高楼板的隔声量｡但仅仅依靠加大楼板的面密度和厚度来提高其隔声量,往往是很难达到预期效果的｡因为随着楼板面密度的增加,楼板的质量是一定会增加的,这样不符合楼板轻质高强的要求｡与此同时增加楼板的厚度又会占用更多的建筑面积,增加楼板的容重,同时成本也会提高｡因此楼板的轻质和隔声永远是一对矛盾的因素｡实际工程中,常采用隔声量来衡量门、τ=E-E E式中:TL为隔声量,dB;τ为楼板的透射系数,其值越小表明透过楼板的声能越目前大量使用的楼板均可近似视为单层匀质密实楼板,其隔声与面密度和频率等有关,按照质量定律,一定面密度的构件,其隔声量随着频率的提高而提高,但是这仅仅是概括的表示｡因为构件的隔声性能并不是在全部的声频范围内符合质量定律,而是受到共振和吻合效应的影响,从而分为三个频率控制区｡楼板的隔声9任何建筑围护结构都有固有的自振频率,当外界干扰频率与构件固有的自振的大小受劲度控制,并与构件本身的劲度成正比,在这一劲度区内,构件的隔声量随频率的增加而下降｡当声频频率继续增高,隔声进入了共振区,即构件的固有振动频率和入射声频率相同而发生共振,在共振区内,隔声量出现最小值｡在共振区有一系列的共振频率,其中影响最大的是第一共振频率(用f0表示),设计应使共振频率继续增高,隔声性能的好坏,质量起到主要的控制作用,对于相同频率的结构降低噪声的投射就是利用构件的这种质量控制的特性｡在质量控制区内,构当入射频率通过质量控制区后继续提高,质量效应与板的弯曲劲度效应相抵消,隔声量有较大的降低,形成一个隔声量低谷,通常称为“吻合谷”,而这种现象称为吻合效应｡这时构件进入了吻合效应与质量控制的延伸区称为临界频率的控制区(图中III区所示)｡从理论上说,构件在产生吻合效应时,振动起来会越来动辐射波时产生的辐射阻尼的抑制等其它的种种因素的限制,构件的振动不会无楼板要承载各种荷载,按照结构强度的要求,自身必须有一定的厚度和重量｡根据空气声隔声的质量定律,楼板必然具有一定的隔绝空气声的能力,但是由于楼板与四周墙体为刚性连接,将使振动能量沿着建筑结构传播｡楼板主要承担隔绝撞击噪声的任务,其隔绝撞击声的能力是衡量其建筑声质量的一个重要指标｡楼板撞击声的隔声性能可以采用规范化撞击声压级Ln来评价,依据《声学建筑和建筑构件隔声测量第7部分:楼板撞击声隔声的现场测量》GB/T19889.7-2005测量式中:L为测量的声压级,dB;Lj,为室内n个不同测点的声撞击声的隔声性能测量时,采用国际标准化组织ISO140规定的标准撞击器撞击楼板,楼板下房间测得的声压级越低,则表示楼板撞击声隔声性能越好;反之,GB/T19889.3-2005/ISO140-3:1995声学建筑和件空气声隔声的试验室测量及GB/T19889.7-2005/ISO140-7:1998建筑与建筑构件隔声测量第7部分:楼板撞击声隔声的现场测量｡试验室规定测量1/3倍频程,个频率的隔声量｡把各个频率的隔声量连成隔声频率关系曲线,这种曲线能比较全面的反应构件的隔声性能,这对于建筑设计和建筑计算十分重要｡为了简化,常用各个频带的隔声量的算术平均值即所谓的平均隔声量作为构件隔声能力的评-R+R+...+RR=12n综上所述,通过测定相应的材料性能参数即可计算出夹芯叠合楼板的理论传热系数和隔声量｡基于夹芯叠合楼板的保温和隔声性能测试,则可验证夹芯叠合楼板保温和隔声模型合理性,从而为夹芯叠合楼板数值分析模拟、楼板设计和工1750mm×2400mm×160mm以及24数｡试验中所用的夹芯叠合楼板细石混凝土、酚醛泡沫板和均由湖南省建筑设计本文采用智能化导热系数测定仪进行导热系数的测定｡试验过程中,软件记录导热系数和试验温度等参数｡所用设备主要为湘潭湘仪仪器有限公司生产型号将导热系数测定仪依据仪器试验操作规程打开,并将准备好的试样置于导热系数测定仪中,将测试端与试样充分接触｡启动程序后,即可开展酚醛泡沫板的热试件厚度的测量:沿试样四周至少测量四处的厚度,取其算术平均值,作为试样厚度;试件的安装:将试件放入仪器冷热板之间,使试样与冷热板紧密接触;维持冷热板恒定温度;当达到稳态时,根据有效传热面的热流及试样两面的温差,算出热板温度应低于60℃,冷板温度为室温或者所需温度｡冷板和热板之间的温试样有效传热面积的热流及试样两表面间温差1根据试件的检查和分析,应初步估计出试件热工性能的可能范围值,并评价可能获得的准确度;试件的状态调节,为减少试件中热流受到所含水分的影响,建议试件在测量前调节到气干状态;○2试件的选择与安装:测量的试件应选择或制成有代表性的;○3防护箱中,应将热桥对称地布置密封,不让空气或水气从边缘进入试件,也不从热的一侧传到冷的一侧,反之亦然｡试件的边缘应绝热,使试件边界处平行试件的周边热损失减少到符合准确度的要件表面为高导热性的饰面时,可在计量箱周边将饰面切断;○6安装测量试件表面节防护箱的温度使计量箱周边区域平行试件的不平将温度控制在两个连续的测量周期内,计量箱内温度的随机波动和漂移应小当每小时数值变化不是单向变化时,结束测量｡对于高热比热阻或高热容量基于一维稳态热传递原理,试件两侧的箱体内,分别建立所需的温度,风速和辐射条件,达到稳定条件后,测量空气温度、试件和箱体内壁的表面温度及输入到计量箱的功率,就可以计算试件的热传递性质｡试件表面的热交换包括对流和辐射｡对于低比热阻试验件来说,表面换热系数是传递热系数的一个重要部分,对于高比热阻试件如果试件任何一边空气温度和辐射温度的不同影响准确度,那么只测量空气的温度;环境温度Tn空气温度和辐射温度的加权值,用于测定试件表面的热流量;表面换热系数h稳态状态下,构件表面与周围环境之间的热流密度和温度差的比值;传热系数通过构件的热流密度除以两侧环境温度之差;总比热阻Ru热传递系数的倒数｡计量箱置于防护箱环境温度,使试件内不平衡热量Q2和流过计量箱壁的热量Q3减至最小;标定箱法见下图7所示,标定箱法的装置置于一个温度受到控制的空间内,该空间的温度可与计量箱内部的温度不同｡采用高比热阻知比热阻的试件进行标定,标定试件的厚度、比热阻范围应同被测试件,其温度范热量传入试件或从试件中传出是通过试件同箱内其他表面的辐射热交换及试件表面的对流换热进行的｡第一种机理,传热量取决于所有与试件进行辐射换热表面部位的平均辐射平面中任何一个侧面的辐射和空气温度的影响｡环境温A式中:Q为表面与环境热交换的总热流量,W;A为换热面积,m2;Tt为所有与试件进行辐射换热表面的辐射平均温度,℃;Ta为邻近试件的空气温度,℃;Ts为试件的表面温度,℃;ε为辐射率;ht为辐射换热系数,W/m2﹒K;hc为对流换热系数,W/m2QAn1εhrT(ht+hc)1Rsc式中:Rs为表面比热阻,Tn为环境温度,将热量传至表面的空气温度和辐射温经常是很接近的,特别在试件比热阻远大于表面比热阻以及使用强迫对流时｡在这种情况下,可以根据试件两侧的空气温度来确定传热系数｡确定此试件的比热阻,仅需平均表面温度｡环境温度计算,如εht及hc值己知,并已测得T导流屏,则可以计算环境温度｡如用导流屏,且该屏靠近及平行于试件表面,则他的εεt=4σTTmTtTm式中:ε2为导流屏的辐射率,0.97;ε2试件表面的辐射率,0.90;σ斯蒂芬常﹒K4;Tm为参与辐射换热表面的平均辐射温度,K｡如果除导流屏外,还有其他表面直接对试件辐射,则必须直接测量所有的表面温度并且恰当地将制备3块尺寸为300mm×300mm×20m数测定｡采用湘潭湘仪仪器有限公司生产型号为DRH-Ⅲ的导热系数测试仪(护热本试验先制备出试件尺寸为300mm×300mm×20mm厚的不同类型酚醛泡沫1500mm×1500mm×160mm的夹芯叠合板,用于楼板传热系数测定｡为了分析夹芯叠合楼板整体保温节能效果,本文采用沈阳合兴机械电子有限公司生产的保温自试验过程中,将制作的试件安装到楼板保温件能检测装置内,试件周边的缝隙温度,为减少检测的误差,可让夹芯叠合楼板两面温差达到20℃以上(本研究采用的温度为20℃和-20℃)｡随之利用温度热流自动检测系统来检测试件表温度及试件热流,从而计算出夹芯叠合楼板的传热系数｡相应的试验装置如图13所示，安得需要测试楼板各组成材料的导热系数｡本文拟基于组成材料测定导热系数,然后依据理论模型计算夹芯叠合楼板的传热系数,并采用保温自动检测装置测定相拟采用试验室隔声测试-混响室隔声测量｡虽然材料或构件的隔声性能可以通过理论分析和公式计算获得,但由于这些理论和计算公式在其分析和推导时作了许多理想的假设,和实际情况会有很大不同,所以往往使得计算结果和实际情况会存在一定的差异｡因此要获得一个建筑构件真正的隔声性能,只有对构件进行实际的测试｡在不同的场合或采用不同的测试方法,所测得的结果也会有差异｡而标准的隔声室由两个相邻的混响室组成:一间为声源室,另一间为接收室,两个混响室之间有一个安装试件的洞口｡为了保证隔声室内有良好的隔声,混响室的墙做成双层并且有隔声垫层｡常用的隔声垫层是钢弹簧与橡胶的复合隔振器,器将所需的信号放大,由扬声器将电信号转变为声信号,在其中一间混响室(即声源室或发声室)中发出声波｡待室内声场稳定后,由两间混响室内的传声器对室内波器滤波,滤出所需要频段的信号｡最后根据隔声量测量公式计算出所测建筑构件的隔声量,进而根据规范上的表述,评价两混响室的体积不应小于50m3,它们的形状不应完全相同｡为使室内获得尽相同的,也不能成整数比｡声源室和接收室之间在结构上应采取有效的隔声措施,因此两混响室之间的任何间接传声与通过试件的直接传声相比可予以忽略不计｡接收室的环境噪声应足够的低｡声源系统应稳定,在测量的频率范围内具有连续的频率｡声源应具有足够的声功率,保证接收室内任何一个频带的声压级都应高出背景噪声巧分贝以上,如果不能满足条件,就要按照下面规范进行修改｡当背景如果任何一个频带内的声压级差小于或等于6dB,则采用差值为6dB时的修照上面的公式进行修改｡如果任何一个频带内的声压级差大于15dB,修正值为0dB｡扬声器的尺寸不应超过0.7m｡当声源有两个扬声器以上时,扬声器应放置在一个音箱里,并且扬声器应同相驱动｡每个房间至少要放五个传声器的位置,其分布取决于房间可用空间的大小,这些传感器的位置应均匀的分布在每个房间的最大容许测量的范围内,其传声器之间的最小的间距要尽量大于下列间距:传声器之本文采用杭州爱华仪器设备有限公司生产的信号分析仪(AWA6290L+型多以表征构件隔声性能者｡另外有许多旁路(图中的Df,Fd,Ff),统称之为侧向传声｡隔夹芯叠合楼板采用混响室法测定隔声性能,混响室分为声源室和接收室｡分别在声源室和接收室内安放传声器｡试验过程为将夹芯叠合楼板安装在建筑声学测试试验室里,测试试件三维尺寸为2.4m×1.75m×0.16m｡楼板周边缝隙和板间接缝处采用聚氨酯泡沫填充剂填充｡楼板放置于距离地GB/T19889.3-2005/ISO140-3:1995声学建筑和件空气声隔声的试验室测量中规定的下列要求的最小值:传声器与房间边界之间为0.7m;任一传声器与声源之间的距离为1.0m;任一传声器与试件之间的距离为1.0m｡根据本试验室房间可用空间的大Hz,1600Hz,2000Hz,2500Hz,3150Hz,4000Hz,5000Hz共18个频率,作为测定范围｡衡量地面或楼板构件撞击后通过结构辐射噪声的指标是撞击声隔声量｡测量时,在地面或楼板上使用标准打击器进行敲击｡标准打击器内有六个重锤,通过机械结构轮流撞击地面,而且撞击地面的冲量是标准化的,作为撞击声的标准振源｡在敏感的房间中测量声压级,声压级越大说明振动传递的越多,隔振性能越差｡对为了便于比较,通过对撞击声声压级曲线进行计权,得到单一指标Ln,w,名称为计权规范化撞击声压级,具体确定方法为:①使用撞击声评价基准曲线与实际撞击接收室的容积应不小于50m3｡接收室尺寸的比例应合理选择,使低频段的简正频率间隔尽可能分布均匀｡为获得扩散声场,必要时应在接收室安装扩散体｡接收室在正常测试条件下(忽略试件的声吸收)的混响时间不宜过长或过短｡当低频接收室和声源室之间的空气声隔声量应足够高,使得接收室内所测到的声场只是由试验楼板在撞击激发下所产生｡背景噪声级应比信号和背景噪声叠加的总LsbLbL=10lg(1010-1010)dB(26)式中L为修正后的信号声压级,单位为分贝((dB);Lsb为信号和背景噪声叠加撞击器应随机分布,放置在被测楼板上至少四个不同的位置｡撞击器的位置与楼板边界之间的距离应不小于0.5m｡使用固定传声器位置至少测量六次,至少应取四个传声器位置和至少四个撞击器位置的组合｡使用移动传声器至少测量四采用杭州爱华仪器设备有限公司生产的信号分析仪(AWA6290L+型多通道信号分析仪)和AHAI2011标准撞击器开展复合楼板隔音性能测试,设备如图25试件编号尺寸(mm)底筋配筋面筋配筋马凳筋DBD013600×2400×160X:ARH8@200Y:ARH6@200C8@150C8@150DBD023600×2400×160X:ARH8@100Y:ARH6@200C8@150C8@150A6DBS013600×2400×160X:ARH8@150Y:ARH8@150C8@150C8@150混凝土强度等级为C40,楼板尺寸如图27所示,试验板预制部分厚90mm,后浇板在湖南麓谷建筑科技有限公司采用装配式生产线制混凝土设计强度(MPa)弹性模量(N/mm2)轴心抗压强度标准值(N/mm2)轴心抗拉强度标准值(N/mm2)C403250026.82.39钢筋类型屈服强度标准值fyk(N/mm2)极限强度标准值fstk(N/mm2)弹性模量(N/mm2)CRB600H540600HRB400400540200HPB300300420210建造技术国家工程试验试验室之线桥隧静力试验室进行｡采用100t载,单向板在试件跨度三等分点的位置施加两个集中荷载来等效均布荷载;双向板利用分配梁在双向板四分点处进行四点同步加载,等效替代均布荷载,加载装置及本次试验采用破坏性试验,加载过程分为预加载和正式加载两个阶段,进入正式加载阶段后,应按照加载制度进行逐级加载直至试件破坏,并进行逐级卸载｡在预加载过程中所加的荷载最大值不应超过试件开裂荷载计算值的70%,预加载一般分三级进行,每级取开裂荷载计算值的20%。然后也分三级卸载,每加(卸)载一级,持荷时间应不少于10min｡进入正式加载阶段后,每级荷载取开裂荷载计算值的20%,在接近开裂荷载计算值时,每级加载值取开裂荷载计算值的5%,直至混凝土出现裂缝,应立即读取位移计变形值,应变值以及荷载对应的数值｡混凝土开裂后,每级加载值取为荷载开裂计算值的10%,当加载到承载力极限状态阶段时,每级加载值取承载力状态荷载设计值的5%并缓慢加载直至试件破坏为止,宣告试(2)钢筋:对于双向板,在底筋双向各选中间三根钢在四分之一位置布置;在顶筋双向各选中间一根钢筋,(a)双向板板底应变片布置(b)单(双)向板板面应变片布置(c)板侧应变片布置(d)单向板板底应变片布置(a)双向板板位移计布置(b)单向板位移计布置为了更好地为后文数值模拟提供参数,本文提供了相应的混凝土和钢丝网等名称密度(kg/m3)强度(MPa)弹性模量(GPa)备注混凝土24004032.5密度参标取值钢丝网7850密度参标取值酚醛泡沫板37.3--实测评价夹芯叠合楼板的热工性能指标主要有传热阻、传热系数,以上参数的获得需要叠合楼板各组成材料的导热系数｡本文采用北湘潭湘仪仪器有限公司生产型号为DRH-Ⅲ的导热系数测试仪测定了相应材料的导热系数,其结果如表5所试件编号导热系数(W/(m﹒K))平均值(W/(m﹒K))FQ-10.02789FQ-20.027010.02742FQ-30.02735从表5可以看出,酚醛泡沫板具有较佳的保温特性,其导热系数约为R1wallKR1wallK==RFQ===0.741(m2.K/W)式中:RFQ为酚醛泡沫板的热阻,(m2﹒K/W);S为酚醛泡沫板的厚度,m;λ为酚醛Rconcrete===0.0927(m2.K/W)2Rwall=RFQ+Rconcrete=0.741+0.0927=0.834m2式中:Rconcrete为混凝土的热阻,(m2﹒K/W);Rwall为夹芯叠合楼板的热阻,m2﹒K/W;S为材料层的厚度,m;λ为材料的导热系数,W/(m﹒K)｡10.834=1.199(W/m2.K)K===0.996(W/m2.K)式中:K为夹芯叠合楼板的传热系数,W/(m2﹒K);Ri、Re为内外表面换热热﹒K/W);R0为围护结构的传热阻,(m2﹒K/W)｡参照GB50176-93《民用建筑为了验证理论模型计算的合理性,本试验安排了夹芯叠合楼板传热系数的实测｡采用保温自动检测备开展楼板传热系数试验,并保持传热稳态状况,所测得的夹芯叠合楼板传热系数为1.78W/(m2﹒K)｡与采用理论模型计算的结果相比,结果导热系数较低,传热比较集中,易产生热桥｡这表明理论模型应用于计算夹芯叠合为了研究所制备的夹芯叠合楼板保温节能性能是否满足湖南省地方标准的表‘相关标准的热工性能参数取值标准/规范名称围护结构传热系数K/(W/(m2﹒K))《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2010走廊隔墙(体形系数≤0.4)2.02.0《湖南省居住建筑节能设计标准》DBJ43/001(征求意见稿)走廊隔墙(体形系数≤0.4)2.0《湖南省居住建筑节能设计分户墙、楼板和封闭式楼梯间标准》DBJ43/001-2004≤2.0≤2.0对比表6中的相关标准可以看出,所制备的夹芯叠合楼板传热系数为夹芯叠合楼板温度场模型建立所使用的有限元分析软件为ANSYS15.0｡ANSYS有限元软件按照模型操作的顺序主要包括以下料热工系数定义材料属性,对其进行网格划分,然后定义墙边边界为四周全约束,处理模块中,查看并检验对建立夹芯叠合楼板模型的分析结果,最后输出楼板温度模型｡夹芯叠合楼板两侧混凝土厚度实测值为40mm和100mm,中间酚醛泡沫板厚度20mm｡建模做如下基本假定:(1)楼板由内外混凝土层和酚醛泡沫板三层构成,并且三层间紧密粘结;(2)材料各向同性;(3)不考虑楼板表面的换热系数,环境温度与楼板两侧温度相同;(4)楼板两侧环境温度分别为20℃和-20℃;(5)楼板温度场ANSYS单元库中有100多种单元类型,常用单元类型有:(1)线单元,包括梁元等;(4)三维实体单元等｡需要根据不同的问题选取合适的单元类型,本文采用在钢筋混凝土结构的计算模拟时,混凝土的模型一般选用SOLID65单元,此单元除了建立独立的混凝土实体模型,还可以建立钢筋混凝土模型,这种方式既是采用此单元的加筋功能｡对材料非线性的分析是此单元应用最实际的价值｡每个可用于模拟混凝土材料的拉裂能力以及抗压碎的能力,其中模型可以是带筋或不带筋的实体模型｡此单元也通用于岩石、混凝土等抗拉小于抗压能力的非线性材单元节点是有三个自由度的｡此单元不受弯矩作用,如同在铰接构件中应用的连杆,是杆轴方向的拉压单元,在广泛实际的工程应用中此单元有着很高的应用价混凝土采用三维实体SOLID65单元,钢筋部分采用LINK8单元来建模,采用分离式共节点的方法建立有限元模型,共节点是基于试验的结果,试验中节点处没有出现相互错动的现象,且裂缝能相互贯通,所以考虑到网格划分后能使钢丝单元与混凝土单元共节点,需要确定钢丝与混凝土单元尺寸及每条线需要划分的份数,考虑节点耦合后,两种材料便可以协同工作,基于这种考虑可以很有效的提高模拟试件承载力的计算,既能缩短计算时间,而且其计算结果也较为合理｡钢丝与混凝本模型采用分离式建模,对建立好的混凝土实体模型进行自由网格划分｡运用混凝土单元与钢丝单元共节点的方式分别建立格构部分单元｡具体夹芯叠合楼板的混凝土层和酚醛泡沫板的模型及网格划分见图34所示｡图35为本文采用与试验条件相同的模拟措施来确定边界条件的,有限元模型的建立是基于试验的基础上的,将混凝土板模型模拟成简支模型｡考虑试验的实际边界条件,本处拟在夹芯叠合楼板两侧施加不同环境温度场(20℃和-20℃),则夹芯叠合为了更好地分析夹芯叠合楼板在使用过程中温度场分布特征,本文对相应的场分布图(夹芯叠合楼板剖面),图38为放大的局域——表层混凝土温度梯度小于中部保温层｡由图40可知,在马凳筋及内部混凝土小圆柱处的热流量比较大,说明此处的传热最为集中｡温度场分布受马凳筋的影响显著,表现为温度场的等温线矢量突变和温度等温线波动等现象｡夹芯叠合楼板两侧是细石混凝土,其导热系数较大,而中间层为酚醛泡沫板,其导热系数较低｡因此,当夹芯叠合楼板两侧施加不同温度场后,相应的夹芯叠合楼板两侧形成了温度梯度,从而在温度梯度的驱动下传递热量｡因酚醛泡沫板热阻较大,形成了较显著的温度场变化,故相应的温度场曲线较为显著｡同时,因马凳筋导热系数大,其传热量较多,故在马凳筋周边形成较高的温度场｡为了更好地阐述这种现象,下文对从图41和图42可以看出,马凳筋是夹芯叠合楼板传递热量的集中部位和主要通道,它直接将高温区域的热量快速传递到低温楼板处,起到了热桥的作用｡本文测定的夹芯叠合楼板传热系数为1.78W/(m2﹒K),有限元模拟下其分析计算结果为1.87,稍大于试验结果,可能是试验安装时安装部位处导致,聚氨酯泡沫的导热系数远小于混凝土,从而相较于模拟值,试验值较低｡对于无钢丝网片和马凳筋的同等构造夹芯叠合楼板,有限元模拟结果为1.03W/(m2﹒K),这充分说明了马凳筋的存在对于夹芯叠合楼板保温具有一定的消极作用｡但是,有鉴于马凳筋在构造和提高楼板刚度等方面的作用,故下一步如何在保障相应的结构功能前提,通过构造或优化措施来降低传热,可进一步提升夹芯叠合楼板的综上所述,本文所涉及的夹芯叠合楼板传热系数为1.78W/(m2﹒K),小于湖南省现行建筑热工性能设计要求参考值(外墙传热系数为2.0W/(m2﹒K))｡数值模拟结果也表明,夹芯叠合楼板内部温度场分布及温度梯度变化曲线和过渡区域明显,这充分表明该夹芯叠合楼板完全满足湖南省及周边地为了更好地了解夹芯叠合楼板综合声学性能,并为工程应用提供指导依据和理论支撑｡本文基于传声学原理并采用现场试验与有限元模拟相结合的方式探讨运用INSUL建筑结构隔声性能预测软件建立该夹芯叠合楼板的隔声工况,并对其进行有限元模拟｡INSUL建筑结构隔声性能预测软件通过分析围护结构INSUL是用于预测墙壁,地板,屋顶,天花板和窗户的隔音以及地板和屋顶的撞击声和雨声的程序｡该程序可以很好地估计1/3倍频程中的传输损耗或撞击声夹芯叠合楼板的内外两层细石混凝土是其主要的承重部分,同时对它的隔声效果也有很大的作用｡若不考虑板中夹芯层的影响,混凝土楼板相当于单层密实的楼板,其理论隔声特性曲线符合质量定律｡根据隔声的质量定律(见公式(6)),无限大的单层密实均匀的楼板,投射于楼板的声波来自各个方向,对于这种TL=20lg(mf)-63.4(33)式中:TL为无规律入射的声能隔声量,f为入射声波频率,m为面密度｡若采用质量-弹簧-质量系统模型,即将两层楼板看成质量,中间空气层看成弹和绕射｡由于混凝土层面与酚醛泡沫之间密度的差异,当声波遇到填充颗粒时将发生多次折射及散射使得传播路径增大,声能消耗将增多;同时酚醛泡沫中密闭气泡的存在,当声波在材料中传播碰到这些气泡时相当于受到障碍必须绕过填充颗粒发生绕射,从而也使声波的传播路径增大而消耗掉声能｡正因绕射,从而很大程度上消耗了声能,达到了隔声效果｡当然这只是根据其结构特点结合声波传播的原理而进行的定性分析｡对于夹芯叠合楼板,相对于外层的混凝土来说,可以忽略酚醛泡沫板的刚度和阻力,但不能忽视其弹性作用,所以将它看「]12.cos2θ.2dθ式中:TL为无规律入射的声能隔声量,f为入射声波频率,m为面密度,d为夹层厚度,ρ为酚醛泡沫板密度,c为酚醛泡沫板的声速,θ为声速入射角,负=2πf为角频对夹芯叠合楼板进行了空气声隔声性能测试为了更加直观地了解夹芯叠合楼板声学特性,以下提取出了软件中的部分数从图46可以看出,夹芯叠合楼板隔开的背景隔声低于20dB,而相应的平均背景噪声也小于50dB｡《剧场建筑设计规范》JGJ57-88中规定:观众席背景噪声小低背景噪声要一般要求背景噪声低于30dB｡该表明夹芯叠合楼板满足现行部分标准规范中有关背景噪声和平均噪声隔声量Lp式中:P0为基准声压,(正常人能听到的最弱声音约为2*10-5Pa),此时相应的闻阈的声压级为0dB,痛阈的声压级为120dB｡每当声压增加1倍时,声压级就增加从图47中可以看出,夹芯叠合楼板的较佳隔声效果处于声音的高频区域,相应的平均声压级变化较为显著,因此所得的楼板隔声量变化曲线随声音频率增加效果增强｡对于低频区,夹芯叠合楼板也具有一定的隔声效果,但是相应的平均声压级变化差相对较小,这表明其对低频声音鉴于我国当前现行《建筑隔声平均标准》GB/T50121-2005采用计权隔声量作为参数平均隔声量,故以下将采用该参数进行夹芯叠合楼板声学特性评价｡图从图47和图48可以看出,夹芯叠合楼板隔声特征曲线在低频范围内(小于500Hz)隔声量较小,接近两片材料密接时的质量定律,这说明在低频范围酚醛泡沫板夹芯对隔声量的影响不大,其中,在频率为80Hz左右出现了低谷｡这是由于当外来声波的激发频率与夹芯板的弹性系统的固有频率相同时,要发生共振现象,此频率称为夹芯叠合楼板的共振频率f0,声能大量传透过去,产生隔声量的低谷｡在中频范围内(500-2000Hz),隔声量随着频率的增加而增加｡在高频范围内(大于2000Hz),隔声量曲线继续上升,这表明酚醛泡沫板夹芯对于提高中频和高频范围夹芯叠合楼板的酚醛泡沫板层对于声的传递起着弹性层作用,如果在其中有固体的刚性连接(马凳筋),则一层楼板的振动能量将由刚性连接传递到另一层,这种刚性连接称为声桥｡在夹芯叠合楼板中,马凳筋连接两层混凝土面层,由于它的刚度远大于酚醛泡沫板,它将相当于声桥,部分声能可以在马凳筋中传递,影响酚醛泡沫板层的弹性作用,减弱夹芯叠合楼板的隔声效果｡JGJ37-87《民规程》要求建筑物各类主要用房的隔墙和楼板的空气声计权隔声量不应小于板的空气声计权隔声量不应小于50dB｡依据GB/T50121-2005的评价指标值,系统计算出的隔声参数为Rw(C;Ctr)=62(-1,-3)dB,C100-5000=-1dB,Ctr,100-5000=-3dB,计权标采用INSUL9.0软件对夹芯叠合板的空气声隔声性能进行模拟计算｡模拟计算过程和结果如图49所示｡经过模拟计算,模拟楼板空气声隔声性能的结果为通过对试验隔声量和INSUL软件隔声模拟量进行对比分析,可以看出试验况较为复杂,影响因素较多(被测楼板所在试验现场接收室门的隔声效果较差,且背景噪声较大等)现场试验测出的隔声量较考虑理想环境的室内软件模拟有一定差距,无法保证传声器单元仅获取试验声源所产生的声波｡国家建筑工程总局标空气声隔声等级隔声指标一级二级三级声评价标准》)可知:夹芯叠合楼板的隔声性的一级标准,满足标准(GB50118-2010《民用建筑隔声设计规范》)中规定的关于对夹芯叠合楼板进行了撞击声隔声性能测试击声压级作为楼板撞击声隔声单值评价量,故以下将采用该参数进行夹芯叠合楼从图50和图51可以看出,夹芯叠合楼板隔声特征曲线在低频范围内(小于315Hz)声压级较小,这说明在低频范围酚醛泡沫板夹芯对撞击声声压级的影响较大｡在中频范围内(315-1250Hz),声压级随着频率的增加而增加｡在高频范围内(大于