多孔砖孔型及孔洞率有限元优化研究
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
黏土砖作为墙体材料目前还占有相当大的比例，生产过 程中需要大量的煤炭，其消耗量约占全部总能源消耗量的
基金项目：国家自然科学基金项目（51808375） 收稿日期：2019-05-19；修订日期：2019-05-28 作者简介：陈斌，男，1975 年生，山西临猗人，高级工程师，主要研究方 向：钢结构装配式建筑与 BIM，混凝土强度提升与外加剂关系。地址： 太原市杏花岭区晋东国有资产管理处，E-mail：30896972@qq.com。
晕耘宰 月哉陨蕴阅陨晕郧 酝粤栽耘砸陨粤蕴杂
·141·
陈斌袁等院多孔砖孔型及孔洞率有限元优化研究
及其砌体进行了试验研究和分析，得到其本构关系、弹性模量 和泊松比的计算公式，并提出了生产质量控制建议，为推广多 孔砖提供有利的科学依据。马俊元[6]对混凝土多孔砖进行了 抗压强度试验，并利用有限元软件 ANSYS 进行了模拟分析， 优化了肋厚和壁厚，使得多孔砖的力学性能最佳。刘雅楠[7]利 用有限元软件，建立了 4 种孔型多孔砖的模型，分析了其抗压 性能，获得了应力图和变形图，为多孔砖的设计和生产提供了 一定的科学依据。秦朝刚[8]测试了不同孔型页岩烧结保温砌 块的抗压强度，对试件尺寸、组砌形式、孔洞率、孔型等进行了 分析，得出了合理的强度。
计算了不同孔型下的应力分布特征和不同孔洞率下的抗压强度，分析了孔型对多孔砖力学性能的影响、孔洞率与抗压强度的关系。
利用 FLUENT 软件针对孔型和孔洞率进行了热工性能分析。总结出了理想的孔型和合理的孔洞率，有利于指导生产具有合理孔型和
孔洞率的多孔砖。
关键词：多孔砖；有限元；孔型；孔洞率；抗压强度
中图分类号：TU522.1
刘小勤[3]研究了煤矸石页岩多孔砖砌体局部受压强度，得 到了均匀受压以及非均匀受压的破坏形态和变形性能，分析 了孔型对强度的影响，给出了强度计算公式。李罡[4]针对粉煤 灰和煤矸石烧结多孔砖砌体进行了抗压强度等性能测试，结 果表明，粉煤灰和煤矸石烧结多孔砖具有良好的承载力和热 工性能。郝彤[5]对建筑垃圾工业废渣再生骨料混凝土多孔砖
0引言
我国每年新增房屋建筑面积约 30 亿 m2，建筑能耗占总 能耗的 30%左右[1]。与世界发达国家相比，我国既有建筑约有 95%属于高能耗建筑，导致我国的能耗水平是世界平均水平 的 2.2 倍[2]。墙体结构作为建筑结构重要的围护结构，其散失 能量占总能量损失的 70%。所以研究墙体材料的性能，有着 重要的经济和社会效益。
全国中文核心期刊
中国ຫໍສະໝຸດ Baidu技核心期刊
多孔砖孔型及孔洞率有限元优化研究
陈斌 1，王崇恩 2
（1.太原市第一建筑工程集团有限公司，山西 太原 030001；2.太原理工大学 建筑学院，山西 太原 030024）
摘要：利用 ANSYS 有限元软件建立不同孔型及孔洞率的多孔砖有限元模型，采用适用曲线边界的 SOLID95 单元进行网格划分，
15%，不仅占用大量的土地，还产生大量污染气体、废渣等，对 环境造成了极大的损害，这和国家倡导的节地、节水、节材、节 能、保护环境的“四节一保”绿色建筑政策相违背，因此发展新 型墙体材料势在必行。
多孔砖与实心砖相比，具有自重轻、保温、隔热等优点。可 使建筑物自重减轻 1/3 左右，节约黏土 20豫耀30豫，节约燃料 10豫耀20豫，且烧成率高，造价降低 20豫，施工效率提高 40豫， 并能改善砖的隔热和隔声性能，在相同的热工性能要求下，用 多孔砖砌筑的墙体厚度可减薄半砖左右。所以推广使用多孔 砖，其技术经济意义十分重大。
文献标识码：A
文章编号：1001-702X（2019）09-0141-04
Finite element optimization of pore patterns and pore rate of porous bricks CHEN Bin1，W A NG Chongen2
（1.Taiyuan First Building Group，Taiyuan 030001，China； 2.School of Architecture，Taiyuan University of Technology，Taiyuan 030024，China） Abstract：The finite element models of porous bricks with different pore shapes and porous bricks with different void ratios were established by using ANSYS. The mesh was divided by SOLID95 element with suitable curve boundary. The stress distribution characteristics under different void shapes and the compressive strength values under different void ratios were calculated. The ef原 fects of void shapes on the mechanical properties of porous bricks，as well as the relationship between void ratios and the compres原 sive strength were analyzed. FLUENT software was used to analyze the thermal performance of the pass and void fraction. The ide原 al pore type and reasonable pore rate are summarized，which is helpful to guide the production of porous bricks with reasonable pore size and pore rate. Key words：porous brick，finite element，pore type，pore rate，compressive strength
基金项目：国家自然科学基金项目（51808375） 收稿日期：2019-05-19；修订日期：2019-05-28 作者简介：陈斌，男，1975 年生，山西临猗人，高级工程师，主要研究方 向：钢结构装配式建筑与 BIM，混凝土强度提升与外加剂关系。地址： 太原市杏花岭区晋东国有资产管理处，E-mail：30896972@qq.com。
晕耘宰 月哉陨蕴阅陨晕郧 酝粤栽耘砸陨粤蕴杂
·141·
陈斌袁等院多孔砖孔型及孔洞率有限元优化研究
及其砌体进行了试验研究和分析，得到其本构关系、弹性模量 和泊松比的计算公式，并提出了生产质量控制建议，为推广多 孔砖提供有利的科学依据。马俊元[6]对混凝土多孔砖进行了 抗压强度试验，并利用有限元软件 ANSYS 进行了模拟分析， 优化了肋厚和壁厚，使得多孔砖的力学性能最佳。刘雅楠[7]利 用有限元软件，建立了 4 种孔型多孔砖的模型，分析了其抗压 性能，获得了应力图和变形图，为多孔砖的设计和生产提供了 一定的科学依据。秦朝刚[8]测试了不同孔型页岩烧结保温砌 块的抗压强度，对试件尺寸、组砌形式、孔洞率、孔型等进行了 分析，得出了合理的强度。
计算了不同孔型下的应力分布特征和不同孔洞率下的抗压强度，分析了孔型对多孔砖力学性能的影响、孔洞率与抗压强度的关系。
利用 FLUENT 软件针对孔型和孔洞率进行了热工性能分析。总结出了理想的孔型和合理的孔洞率，有利于指导生产具有合理孔型和
孔洞率的多孔砖。
关键词：多孔砖；有限元；孔型；孔洞率；抗压强度
中图分类号：TU522.1
刘小勤[3]研究了煤矸石页岩多孔砖砌体局部受压强度，得 到了均匀受压以及非均匀受压的破坏形态和变形性能，分析 了孔型对强度的影响，给出了强度计算公式。李罡[4]针对粉煤 灰和煤矸石烧结多孔砖砌体进行了抗压强度等性能测试，结 果表明，粉煤灰和煤矸石烧结多孔砖具有良好的承载力和热 工性能。郝彤[5]对建筑垃圾工业废渣再生骨料混凝土多孔砖
0引言
我国每年新增房屋建筑面积约 30 亿 m2，建筑能耗占总 能耗的 30%左右[1]。与世界发达国家相比，我国既有建筑约有 95%属于高能耗建筑，导致我国的能耗水平是世界平均水平 的 2.2 倍[2]。墙体结构作为建筑结构重要的围护结构，其散失 能量占总能量损失的 70%。所以研究墙体材料的性能，有着 重要的经济和社会效益。
全国中文核心期刊
中国ຫໍສະໝຸດ Baidu技核心期刊
多孔砖孔型及孔洞率有限元优化研究
陈斌 1，王崇恩 2
（1.太原市第一建筑工程集团有限公司，山西 太原 030001；2.太原理工大学 建筑学院，山西 太原 030024）
摘要：利用 ANSYS 有限元软件建立不同孔型及孔洞率的多孔砖有限元模型，采用适用曲线边界的 SOLID95 单元进行网格划分，
15%，不仅占用大量的土地，还产生大量污染气体、废渣等，对 环境造成了极大的损害，这和国家倡导的节地、节水、节材、节 能、保护环境的“四节一保”绿色建筑政策相违背，因此发展新 型墙体材料势在必行。
多孔砖与实心砖相比，具有自重轻、保温、隔热等优点。可 使建筑物自重减轻 1/3 左右，节约黏土 20豫耀30豫，节约燃料 10豫耀20豫，且烧成率高，造价降低 20豫，施工效率提高 40豫， 并能改善砖的隔热和隔声性能，在相同的热工性能要求下，用 多孔砖砌筑的墙体厚度可减薄半砖左右。所以推广使用多孔 砖，其技术经济意义十分重大。
文献标识码：A
文章编号：1001-702X（2019）09-0141-04
Finite element optimization of pore patterns and pore rate of porous bricks CHEN Bin1，W A NG Chongen2
（1.Taiyuan First Building Group，Taiyuan 030001，China； 2.School of Architecture，Taiyuan University of Technology，Taiyuan 030024，China） Abstract：The finite element models of porous bricks with different pore shapes and porous bricks with different void ratios were established by using ANSYS. The mesh was divided by SOLID95 element with suitable curve boundary. The stress distribution characteristics under different void shapes and the compressive strength values under different void ratios were calculated. The ef原 fects of void shapes on the mechanical properties of porous bricks，as well as the relationship between void ratios and the compres原 sive strength were analyzed. FLUENT software was used to analyze the thermal performance of the pass and void fraction. The ide原 al pore type and reasonable pore rate are summarized，which is helpful to guide the production of porous bricks with reasonable pore size and pore rate. Key words：porous brick，finite element，pore type，pore rate，compressive strength