Structural Evaluation and Life Cycl

Structural Evaluation and Life Cycle Assessment of a Transparent Composite Facade System
Using Biofiber Composites and Recyclable Polymers



by



Kyoung-Hee Kim






A dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of
Doctor of Philosophy (Architecture)
in The University of Michigan 2009







Doctoral Committee:

Professor Harry Giles, Co-Chair Professor Richard E. Robertson, Co-Chair Professor Jean D. Wineman
Associate Professor Gregory A. Keoleian








































© Kyoung-Hee Kim 2009 All Rights Reserved


























This dissertation is dedicated to my mom, Byung-Im Choi,
who has instilled in me academic passion and emotional strength.








Acknowledgements


I would like to take this opportunity to express my thanks to everyone who contributed directly and indirectly to my thesis. First and foremost, I would like to thank my committee members, especially Professor Harry Giles for his support, patience, and tremendous counsel as my academic advisor and for sharing his knowledge of the field with me; Professor Richard Robertson for his constant guidance and critical encouragement; Gregory Keoleian for his theoretical insight and constructive advice on my research and Professor Jean Wineman for her steadfast support and infinite wisdom throughout my graduate studies.


There are several individuals I wish to thank for helping me complete my doctoral training: Dr. Jong Jin Kim for his powerful words of encouragement and advice about research methodology; Mark Krecic and Gerald Weston who provided valuable technical advice and physical assistance when constructing the testing platforms and testing samples; Dr. Theodore Provder and Sarjak Amin at the Coatings Research Institute at Eastern Michigan University, who lent their equipment and shared their technical expertise; Julianna Lieu for her assistance with the metal work; Jeremy Freeman, Stephanie Driver, Josh Bard, Steve Jelinek, and Erin Putalik at the architecture department, Eric Heininger and Carrie Bayer at the department of Materials Science and Engineering, Michelle Cho, Katie Kerfoot, Brandon Cox, John Stepowski, and Shangchao Lin at the department of Mechanical Engineering, and Han Zhang, Thomas DiCorcia, Sarah Ann Popp, and Mitsuyo Yamamoto at the School of Natural Resources and Environment for their support and inspirational work with the 2006 EPA-P3 research; Jong-Kuk Kim for his invaluable help with conducting final experiments.

I am thankful to the architecture department at the University of Michigan to provide me continuous financial support and teaching opportunity. I would also like to thank the faculty, staff, and my colleagues at the architecture department for their advice, assistance, and encouragement.


Finally, I would like to express my heartfelt gratitude to my beloved family: my parents and parents-in-laws, who have supported me while I worked to accomplish my goal, my husband, Yau Shun Hui, and our two sons, Anthony and Henry, who have tolerated my absence and distraction for many years and who have given me joy and rest when it was needed. Without you, I would not be here. Thank you.









TABLE OF CONTENTS
Dedication ii
Acknowledgements iii
List of Figures ix
List of Tables xii
List of Appendices xiv
Abstract xv
Chapter 1 1
Introduction 1
1.1 Background of the Study 1
1.2 Statement of the Problem 2
1.3 Research Objectives 4
1.4 Significance of the Research 5
Chapter 2 7
Literature Review 7
2.1 Previous Studies on Composite Panel Systems for Building Applications 8
2.2 Transparent Composite Façade System 11
2.2.1 Recyclable Polymers as Skin Materials 12
2.2.2 Biofiber Composites as Core Materials 21
2.1.3 Bio-Coatings 27
2.2.3 Existing System Review 27
2.3 Structural Evaluation Framework 30
2.3.1 Strength and Stiffness 30

2.3.2 Impact Performance 36
2.4 Environmental Performance Evaluation Framework 40
2.4.1 Framework of the Life Cycle Assessment (LCA) 40
2.4.2 LCA Application to a Building Window System 44
2.5 Conclusions 45
Chapter 3 48
Structural Performance Evaluation of a TCFS 48
3.1 Structural Design of a TCFS 48
3.1.1 Strength and Deflection Requirements of a TCFS 48
3.1.2 Design Load Verification 49
3.1.3 Structural Properties of a TCFS 51
3.1.4 Bending Stress and Deflection Check of a TCFS Panel 54
3.1.5 Structural Design Conclusions 55
3.2 Installation of a New Testing Facility. 56
3.2.1 Overview of Testing Facility Design 56
3.2.2 Structural Analysis of Testing Frame 58
3.2.3 Fabrication of Testing Frame 62
3.2.4 Frame Installation Conclusions 63
3.3 Static Performance 64
3.3.1 Static Testing Apparatus and Specimens 64
3.3.2 Static Testing Procedure 66
3.3.3 Static Testing Result 67
3.3.4 Finite Element Analysis 79
3.3.5 Static Performance Evaluation Conclusion 84
3.4 Impact Performance Evaluation 85
3.4.1 Impact Testing Apparatus and Specimens 85
3.4.2 Impact Testing Procedure 87
3.4.3 Impact Testing Results 89
3.4.4 Impact Testing Conclusions 98
3.5 Charpy Impact Performance 99

3.5.1 Charpy Impact Tester and Specimens 99
3.5.2 Charpy Impact Testing Procedure 101
3.5.3 Charpy Impact Testing Result 101
3.5.4 Charpy Impact Testing Conclusion 102
3.6 Conclusions 103
Chapter 4 105
Life Cycle Assessment (LCA) 105
4.1 Goal and Scope Definition 105
4.1.1 Goal and Scope 105
4.1.2 System Boundaries 106
4.1.3 Functional Unit 107
4.1.4 Assumptions and Limitations 110
4.2 Life Cycle Inventory (LCI) 113
4.2.1 Energy Inputs 114
4.2.3 Environmental Emissions 120
4.3 Life Cycle Impact Assessment (LCIA) 121
4.4 Sensitivity Analysis 123
4.4.1 Pre-use Phase: Improved life expectancy 124
4.4.2 Post-Use Phase: Recycling as an Alternative to Incineration 125
4.5 LCA Conclusions 127
Chapter 5 132
Conclusions and Future Work 132
5.1 Structural Conclusions 132
5.1.1 Problem Statement 132
5.1.2 Summary of Research Activities 132
5.1.2 Structure Conclusions and Recommendations 134
5.1.4 Study Limitations and Future Work 137
5.2 LCA Conclusions 137
5.2.1 Problem Statement 137

5.2.2 Summary of Research Activities 138
5.2.3 LCA Conclusions and Recommendation 139
5.2.4 Study Limitations and Future Work 140
APPENDICES 142
BIBLIOGRAPHY 171







List of Figures



Figure 1.2.1 Simplified Sectional View of TCFS 4
Figure 1.3.1 Overview of Research Areas 6
Figure 2.1.1 Composite Construction of Spacecraft (a) 9
Figure 2.2.1.1 Impact Resistance of PC, PMMA, and Glass 14
Figure 2.2.1.2 Creep Modulus of SAN at Various Time and Stress Levels 15
Figure 2.2.1.3 Yellowness Index (a) and Haze of PC and PMMA 16
Figure 2.2.2.1 Overview of Biofiber Composite Material Components 22
Figure 2.2.2.2 E-modulus Comparison of Biofiber Composites 23
Figure 2.2.2.3 Discoloration of Jute Composites after Outdoor Exposure 24
Figure 2.2.2.4 Pictorial Ratings of Microbial Degradation: 26
Figure 2.2.3.1 ClearShade IGU Assembly and Application in Mexico City 28
Figure 2.2.3.2 ClearShade IGU Energy Performance Values 29
Figure 2.2.3.3 Louvers-Integrated IGU: Summer (left) and Winter (right) 30
Figure 2.3.1.1 Transformed Section for Equivalent Moment 32
Figure 2.3.1.1 An Effective Thickness Calculation Diagram 36
Figure 2.3.2.1 Shot Bag Impactor for Simulating Human Body Impacts 37
Figure 2.3.2.2 Shot-Bag Impact Modes 38
Figure 2.3.2.3 Human Engineering Data 38
Figure 2.3.2.4 Charpy Impact Machine and Specimen Set-Up 39
Figure 2.3.2.5 Fracture Patterns of Laminated Glass (a) and Tempered Glass (b) 40
Figure 2.4.1.1 LCA Procedure in accordance with ISO 14040 41
Figure 2.4.1.3 System Boundary Example of an LCA for a Plastic Sheet 42
Figure 2.4.1.3 Flow Diagram of Life Cycle Inventory Analysis 43
Figure 3.1.2.1 An Office Building Enclosed with TCFSs Located in Detroit, MI 50
Figure 3.1.2.2 Varying Wind Loads across the Building Façade 51

Figure 3.1.3.1 Transformed Section Using the E-modulus of PMMA 52
Figure 3.1.3.2 Plan (a) and Section (b) Details of a TCFS 53
Figure 3.2.1.1 Overview of Testing Frames 57
Figure 3.2.2.1 Sectional Properties of Testing Frames 59
Figure 3.2.2.2 Impact Load (34 kN) Set-Up in STAAD.Pro 60
Figure 3.2.2.3 Bending Moment Diagram Under Impact Load 61
Figure 3.2.2.4 Axial Fore Diagram Under Impact Load 61
Figure 3.2.2.5 Displacement Diagram Under Impact Load 62
Figure 3.2.3.1 Fabrication Process of Testing Frames 63
Figure 3.3.1.1 Static Test Set-Up 64
Figure 3.3.1.2 Installation Position of Loading Jack and Displacement Gauges 65
Figure 3.3.1.3 Two-edge (a) and Four-edge (b) Supported Conditions 65
Figure 3.3.2.1 TCFS (a) and Laminated Glass (b) Test Set-Up 66
Figure 3.3.3.1 Bending Stresses Comparison of a TCFS 68
Figure 3.3.3.2 Radius of Curvature (ρ) and Displacement (δ) 69
Figure 3.3.3.3 Displacement Comparison of a TCFS 70
Figure 3.3.3.4 Bending Stress Comparison of Laminated Glass 71
Figure 3.3.3.5 Displacement Comparison of Laminated Glass 72
Figure 3.3.3.6 Bending Stress Comparison of Fully Tempered Glass 73
Figure 3.3.3.7 Displacement Comparison of Fully Tempered Glass 74
Figure 3.3.3.8 Structural Properties of TCFS that Affects Bending Stiffnesss 76
Figure 3.3.3.9 Bending Stress Comparisons of a TCFS 77
Figure 3.3.3.10 Displacement Comparisons of a TCFS 78
Figure 3.3.4.1 Model Set-Up in STAAD.Pro 80
Figure 3.3.4.2 STAAD.Pro Results of a Two-Edge Supported TCFS 81
Figure 3.3.4.3 STAAD.Pro Results of a Four-Edge Supported TCFS 82
Figure 3.4.1.1 Overview of Impact Test Frames (a) and Drop Height (b) 86
Figure 3.4.1.2 Overview of Impact Test Instrumentation 87
Figure 3.4.2.1 Impact Test Set-Up: Fully Tempered Glass (a) and TCFS (b) 88
Figure 3.4.3.1 Breakage Modes of Laminated Glass 90
Figure 3.4.3.2 Displacement (a) and Strain (b) Output of Laminated Glass 91

Figure 3.4.3.3 Breakage Modes of Fully Tempered Glass 92
Figure 3.4.3.4 Displacement and Strain Outputs of Fully Tempered Glass 93
Figure 3.4.3.5 Fracture Patterns (a) of PMMA Skin at 457 mm Drop Height 95
Figure 3.4.3.6 P

Kết quả (Việt) 1:

Cấu trúc thẩm định và đánh giá vòng đời của một hệ thống mặt tiền tổng hợp minh bạchBằng cách sử dụng vật liệu tổng hợp Biofiber và tái chế polymebởiKyoung-Hee KimMột luận án gửi ở một phần thực hiện các yêu cầu cho mức độTiến sỹ (kiến trúc)ở Đại học Michigan, năm 2009Tiến sĩ Ủy ban:Giáo sư Harry Giles, đồng chủ tịch giáo sư Richard E. Robertson, là đồng chủ tọa giáo sư Jean D. WinemanPhó giáo sư Gregory A. Keoleian © Kyoung-Hee Kim 2009 All Rights Reserved Luận án này dành riêng cho mẹ tôi, Choi Byung-Im,những người có instilled trong tôi niềm đam mê học tập và tình cảm sức mạnh. Lời cảm ơnTôi muốn lấy cơ hội này để cảm ơn của tôi tất cả những người đã đóng góp trực tiếp và gián tiếp cho luận án của tôi. Đầu tiên và trước hết, tôi muốn cảm ơn các thành viên Ủy ban của tôi, đặc biệt là giáo sư Harry Giles cho hỗ trợ, kiên nhẫn và to lớn tư vấn của mình như là cố vấn học tập của tôi và chia sẻ kiến thức của mình trong lĩnh vực với tôi; Giáo sư Richard Robertson cho hằng số hướng dẫn và khuyến khích quan trọng; Gregory Keoleian cho cái nhìn sâu sắc lý thuyết và xây dựng tư vấn về nghiên cứu của tôi của mình và giáo sư Jean Wineman của cô kiên định ủng hộ và sự khôn ngoan vô hạn trong suốt nghiên cứu sau đại học của tôi.Có một vài cá nhân tôi muốn cảm ơn đã giúp tôi hoàn thành đào tạo tiến sĩ của tôi: tiến sĩ Jong kim Kim cho lời mạnh mẽ khuyến khích và lời khuyên về phương pháp nghiên cứu; Mark Krecic và Gerald Weston người cung cấp có giá trị hỗ trợ kỹ thuật và vật lý hỗ trợ khi xây dựng nền tảng thử nghiệm và thử nghiệm mẫu; Tiến sĩ Theodore Provder và Sarjak Amin ở lớp phủ viện nghiên cứu tại Đại học Michigan miền đông, những người cho vay thiết bị của họ và chia sẻ chuyên môn kỹ thuật của họ; Julianna Lieu để được hỗ trợ của mình với việc kim loại; Jeremy Freeman, Stephanie Driver, Josh Bard, Steve Jelinek và Erin Putalik tại tỉnh kiến trúc, Eric Heininger và Carrie Bayer tại sở khoa học vật liệu và kỹ thuật, Michelle Cho, Katie Kerfoot, Brandon Cox, John Stepowski, và Shangchao Lin tại Khoa cơ khí, và Han Zhang, Thomas DiCorcia, Sarah Ann Popp, và Mitsuyo Yamamoto tại trường tài nguyên và môi trường của họ hỗ trợ và cảm hứng làm việc với các nghiên cứu EPA-P3 năm 2006; Kim Jong-Kuk cho mình giúp đỡ vô giá với tiến hành thí nghiệm cuối cùng. Tôi biết ơn đến các bộ phận kiến trúc tại Đại học Michigan, để cung cấp cho tôi liên tục hỗ trợ tài chính và giảng dạy cơ hội. Tôi cũng muốn cảm ơn các giảng viên, nhân viên, và đồng nghiệp của tôi tại bộ phận kiến trúc cho tư vấn, hỗ trợ và khuyến khích của họ.Cuối cùng, tôi muốn tỏ lòng biết ơn chân thành của tôi gia đình yêu quý của tôi: của tôi cha mẹ và cha mẹ-trong-pháp luật, những người đã ủng hộ tôi trong khi tôi làm việc để đạt mục tiêu của tôi, chồng tôi, Yau Shun Hui, và chúng tôi hai con trai, Anthony và Henry, người đã chấp nhận sự vắng mặt của tôi và phân tâm trong nhiều năm và những người đã cho tôi niềm vui và phần còn lại khi nó cần thiết. Mà không có bạn, tôi sẽ không ở đây. Cảm ơn bạn. BẢNG NỘI DUNGSự cống hiến iiLời cảm ơn iiiDanh sách nhân vật ixDanh sách bảng xiiDanh sách các phụ lục xivTrừu tượng xvChương 1 1Giới thiệu 11.1 bối cảnh của nghiên cứu 11.2 tuyên bố của vấn đề 21.3 nghiên cứu mục tiêu 41.4 tầm quan trọng của nghiên cứu 5Chương 2 7Văn học đánh giá 72.1 các nghiên cứu trước đây trên Composite bảng điều khiển hệ thống cho việc xây dựng ứng dụng 82.2 minh bạch hệ thống mặt tiền tổng hợp 112.2.1 tái chế polymer như vật liệu da 122.2.2 Biofiber vật liệu tổng hợp như Core liệu 212.1.3 bio-lớp phủ 272.2.3 hiện có hệ thống đánh giá 272.3 khuôn khổ cấu trúc đánh giá 302.3.1 sức mạnh và độ cứng 30 2.3.2 tác động hiệu suất 362.4 khuôn khổ môi trường hiệu suất đánh giá 402.4.1 framework của đánh giá vòng đời (LCA) 402.4.2 LCA ứng dụng với một xây dựng hệ thống cửa sổ 442.5 kết luận 45Chương 3 48Đánh giá cấu trúc hiệu suất của một TCFS 483.1 cấu trúc thiết kế của một TCFS 483.1.1 sức mạnh và độ lệch yêu cầu của một TCFS 483.1.2 thiết kế xác minh tải 493.1.3 các thuộc tính cấu trúc của một TCFS 513.1.4 uốn căng thẳng và độ lệch kiểm tra của một bảng điều khiển TCFS 543.1.5 thiết kế cấu trúc kết luận 553.2 các cài đặt của một cơ sở thử nghiệm mới. 563.2.1 tổng quan về thử nghiệm thiết kế cơ sở 563.2.2 cấu trúc phân tích của thử nghiệm khung 583.2.3 chế tạo thử nghiệm khung 623.2.4 khung cài đặt kết luận 633.3 tĩnh hiệu suất 643.3.1 tĩnh thử nghiệm thiết bị và mẫu vật 643.3.2 thủ tục thử nghiệm tĩnh 663.3.3 kết quả thử nghiệm tĩnh 673.3.4 phần tử hữu hạn phân tích 793.3.5 tĩnh hiệu suất đánh giá kết luận 843.4 tác động hiệu suất đánh giá 853.4.1 ảnh hưởng đến thử nghiệm các thiết bị và các mẫu vật 853.4.2 thủ tục thử nghiệm tác động 873.4.3 kết quả thử nghiệm tác động 893.4.4 tác động thử nghiệm kết luận 983.5 Charpy tác động hiệu suất 99 3.5.1 Charpy tác động thử và mẫu vật 993.5.2 thủ tục thử nghiệm tác động Charpy 1013.5.3 kết quả thử nghiệm tác động Charpy 1013.5.4 kết luận kiểm tra tác động Charpy 1023,6 kết luận 103Chương 4 105Đánh giá vòng đời (LCA) 1054.1 bàn thắng và phạm vi định nghĩa 1054.1.1 mục tiêu và phạm vi 1054.1.2 hệ thống ranh giới 1064.1.3 chức năng đơn vị 1074.1.4 giả định và hạn chế 1104.2 đời hàng tồn kho (LCI) 1134.2.1 năng lượng đầu vào 1144.2.3 môi trường phát thải 1204.3 cuộc sống chu kỳ đánh giá tác động (LCIA) 1214.4 phân tích độ nhạy 1234.4.1 sử dụng trước khi giai đoạn: Cải thiện tuổi thọ 1244.4.2 giai đoạn Sau sử dụng: Tái chế như là một thay thế cho hỏa táng 1254.5 kết luận LCA 127Chương 5 132Kết luận và làm việc trong tương lai 1325.1 cấu trúc kết luận 1325.1.1 vấn đề báo cáo 1325.1.2 tóm tắt của hoạt động nghiên cứu 1325.1.2 cấu trúc kết luận và khuyến nghị 1345.1.4 nghiên cứu hạn chế và làm việc trong tương lai 1375.2 LCA kết luận 1375.2.1 vấn đề báo cáo 137 5.2.2 tóm tắt của hoạt động nghiên cứu 1385.2.3 LCA kết luận và khuyến nghị 1395.2.4 nghiên cứu hạn chế và làm việc trong tương lai 140PHỤ LỤC 142TÀI LIỆU THAM KHẢO 171 Danh sách nhân vậtCon số 1.2.1 đơn giản hóa cắt cái nhìn của TCFS 4Con số 1.3.1 tổng quan về các lĩnh vực nghiên cứu 6Con số 2.1.1 hỗn hợp xây dựng của tàu vũ trụ (a) 9Con số 2.2.1.1 tác động kháng chiến của PC, PMMA và kính 14Con số 2.2.1.2 leo mô đun của SAN lúc nhiều thời gian và mức độ căng thẳng 15Con số 2.2.1.3 Yellowness Index (a) và Haze của PC và PMMA 16Nhân vật 2.2.2.1 tổng quan về các thành phần vật liệu Biofiber Composite 22Con số 2.2.2.2 E-Modul so sánh của Biofiber vật liệu tổng hợp 23Sự đổi màu hình 2.2.2.3 của vật liệu tổng hợp đay sau khi tiếp xúc hồ 24Con số 2.2.2.4 ảnh xếp hạng của vi khuẩn suy thoái: 26Con số 2.2.3.1 ClearShade IGU hội và các ứng dụng ở Mexico City 28Con số 2.2.3.2 ClearShade IGU năng lượng hiệu suất đánh giá 29Con số 2.2.3.3 Louvers-Integrated IGU: Mùa hè (bên trái) và mùa đông (bên phải) 30Hình 2.3.1.1 chuyển phần cho tương đương thời điểm 32Tìm 2.3.1.1 một sơ đồ tính toán độ dày hiệu quả 36Con số 2.3.2.1 túi bắn Impactor để mô phỏng các tác động của con người cơ thể 37Con số 2.3.2.2 Shot-túi tác động chế độ 38Dữ liệu kỹ thuật nhân hình 2.3.2.3 38Con số 2.3.2.4 Charpy tác động máy và mẫu thiết lập 39Mô hình gãy hình 2.3.2.5 kính nhiều lớp (a) và kính thủy tinh (b) 40Con số 2.4.1.1 LCA thủ tục phù hợp với tiêu chuẩn ISO 14040 41Con số 2.4.1.3 hệ thống ranh giới ví dụ về một LCA cho một tấm nhựa 42Con số 2.4.1.3 sơ đồ dòng chảy của cuộc sống chu kỳ hàng tồn kho phân tích 43Tìm 3.1.2.1 toà nhà văn phòng kèm theo với TCFSs ở Detroit, MI 50Nhân vật 3.1.2.2 khác nhau gió tải trên mặt tiền xây dựng 51 Con số 3.1.3.1 chuyển phần bằng cách sử dụng E-Modul của PMMA 52Kế hoạch hình 3.1.3.2 (a) và phần (b) chi tiết của một TCFS 53Nhân vật 3.2.1.1 tổng quan về thử nghiệm khung 57Tính chất cắt hình 3.2.2.1 của thử nghiệm khung 59Con số 3.2.2.2 tác động tải (34 kN) thiết lập tại STAAD.60 chuyên nghiệpCon số 3.2.2.3 thời điểm uốn sơ đồ dưới tác động tải 61Con số 3.2.2.4 trục Fore sơ đồ dưới tác động tải 61Sơ đồ hình 3.2.2.5 trọng lượng rẽ nước nhỏ hơn tác động tải 62Con số 3.2.3.1 quá trình chế tạo thử nghiệm khung 63Thiết lập thử nghiệm tĩnh hình 3.3.1.1 64Con số 3.3.1.2 cài đặt vị trí tải Jack và trọng lượng rẽ nước đo 65Con số 3.3.1.3 hai cạnh (a) và bốn-edge (b) được hỗ trợ điều kiện 65Tìm 3.3.2.1 TCFS (một) và kính nhiều lớp (b) kiểm tra thiết lập 66Con số 3.3.3.1 uốn căng thẳng so sánh của một TCFS 68Con số 3.3.3.2 bán kính của suất cong (ρ) và di chuyển (δ) 69Con số 3.3.3.3 so sánh trọng lượng rẽ nước của một TCFS 70Con số 3.3.3.4 uốn căng thẳng so sánh kính nhiều lớp 71So sánh trọng lượng rẽ nước hình 3.3.3.5 kính nhiều lớp 72Con số 3.3.3.6 uốn căng thẳng so sánh hoàn toàn kính thủy tinh luyện 73So sánh trọng lượng rẽ nước hình 3.3.3.7 của đầy đủ kính thủy tinh luyện 74Con số 3.3.3.8 cấu trúc thuộc tính của TCFS đó ảnh hưởng đến uốn Stiffnesss 76Con số 3.3.3.9 uốn căng thẳng so sánh một TCFS 77Con số 3.3.3.10 so sánh trọng lượng rẽ nước của một TCFS 78Hình 3.3.4.1 mô hình thiết lập tại STAAD.80 chuyên nghiệpTìm 3.3.4.2 STAAD.Các kết quả chuyên nghiệp của hai cạnh hỗ trợ TCFS 81Tìm 3.3.4.3 STAAD.Các kết quả chuyên nghiệp của bốn cạnh hỗ trợ TCFS 82Nhân vật 3.4.1.1 tổng quan về các tác động thử nghiệm khung (a) và thả chiều cao (b) 86Nhân vật 3.4.1.2 tổng quan về phương tiện thử nghiệm tác động 87Thiết lập thử nghiệm của hình 3.4.2.1 tác động: Hoàn toàn Tempered kính (a) và TCFS (b) 88Chế độ vỡ hình 3.4.3.1 của nhiều lớp kính 90Trọng lượng rẽ nước hình 3.4.3.2 (a) và căng thẳng (b) sản lượng của nhiều lớp kính 91 Chế độ vỡ hình 3.4.3.3 của đầy đủ Tempered kính 92Trọng lượng rẽ nước hình 3.4.3.4 và căng thẳng đầu ra đầy đủ Tempered kính 93Con số 3.4.3.5 gãy xương mẫu (a) của PMMA da tại 457 mm thả chiều cao 95Con số 3.4.3.6 P

Kết quả (Việt) 2:

Kết cấu Thẩm định và Đánh giá Vòng đời của một Transparent composite Hệ thống mặt tiền
Sử dụng Biofiber Composites và Polymers tái chế bởi Kyoung-Hee Kim Một luận án đệ trình trong thực hiện một phần các yêu cầu về mức độ Tiến sĩ Triết học (Kiến Trúc) tại Đại học Michigan 2009 Ban sĩ : Giáo sư Harry Giles, Đồng chủ tịch Giáo sư Richard E. Robertson, Đồng chủ tịch Giáo sư Jean D. Wineman Phó giáo sư Gregory A. Keoleian © Kyoung-Hee Kim 2009 All Rights Reserved luận án này là dành riêng cho mẹ tôi, Byung-Im Choi, người đã thấm nhuần trong tôi niềm đam mê học tập và sức mạnh tinh thần. Lời cảm ơn Tôi muốn nhân cơ hội này để bày tỏ lời cảm ơn đến tất cả mọi người đã đóng góp trực tiếp và gián tiếp cho luận án của tôi. Đầu tiên và trước hết, tôi xin cảm ơn các thành viên ủy ban của tôi, đặc biệt là Giáo sư Harry Giles cho hỗ trợ, kiên nhẫn, và luật sư to lớn của ông là cố vấn học tập của tôi và chia sẻ kiến thức của mình về lĩnh vực này với tôi; Giáo sư Richard Robertson cho hướng dẫn liên tục của mình và khuyến khích quan trọng; Gregory Keoleian cho cái nhìn sâu sắc về lý thuyết của mình và tư vấn xây dựng về nghiên cứu và giáo sư Jean Wineman hỗ trợ kiên định của mình và sự khôn ngoan vô hạn suốt thời gian học đại học của tôi. Có một số cá nhân tôi muốn cảm ơn vì đã giúp tôi hoàn thành đào tạo tiến sĩ của tôi: Tiến sĩ Jong Jin Kim cho Nói cách mạnh mẽ của mình động viên và lời khuyên về phương pháp nghiên cứu; Đánh dấu Krecic và Gerald Weston đã cung cấp tư vấn kỹ thuật có giá trị và hỗ trợ vật chất khi xây dựng những nền tảng thử nghiệm và thử nghiệm mẫu; Tiến sĩ Theodore Provder và Sarjak Amin tại Viện Nghiên cứu Coatings tại Đại học Eastern Michigan, người cho mượn thiết bị của họ và chia sẻ chuyên môn kỹ thuật; Julianna Liêu hỗ trợ của mình với các kim loại làm việc; Jeremy Freeman, Stephanie Driver, Josh Bard, Steve Jelinek, và Erin Putalik tại bộ phận kiến trúc, Eric Heininger và Carrie Bayer tại khoa Khoa học Vật liệu và Kỹ thuật, Michelle Cho, Katie Kerfoot, Brandon Cox, John Stepowski, và Shangchao Lin tại các bộ phận cơ khí, và Han Zhang, Thomas DiCorcia, Sarah Ann Popp, và Mitsuyo Yamamoto tại Trường Tài nguyên và Môi trường để hỗ trợ công việc của họ và truyền cảm hứng với các nghiên cứu năm 2006 EPA-P3; Jong-Kuk Kim để được giúp đỡ vô giá của mình với thức tiến hành thí nghiệm. Tôi rất biết ơn đến các bộ phận kiến trúc tại Đại học Michigan để cung cấp cho tôi hỗ trợ tài chính và cơ hội giảng dạy liên tục. Tôi cũng xin cảm ơn các giảng viên, nhân viên, và các đồng nghiệp của tôi tại các bộ phận kiến trúc để được tư vấn, hỗ trợ của họ, và khuyến khích. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến gia đình thân yêu của tôi: cha mẹ tôi và cha mẹ-trong-pháp luật , những người đã ủng hộ tôi trong khi tôi làm việc để đạt được mục tiêu của tôi, chồng tôi, Yau Shun Hui, và hai con trai của chúng tôi, Anthony và Henry, người đã chấp nhận sự vắng mặt và mất tập trung trong nhiều năm của tôi và những người đã cho tôi niềm vui và nghỉ ngơi khi nó là cần thiết. Nếu không có bạn, tôi sẽ không ở đây. Cảm ơn bạn. MỤC LỤC Dedication ii Lời cảm ơn iii Danh mục các hình ix Danh sách các bảng xii Danh sách các phụ lục xiv Tóm tắt xv Chương 1 1 Giới thiệu 1 1.1 Bối cảnh nghiên cứu 1 Tuyên bố của vấn đề 2 1.2 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 4 1.4 Ý nghĩa của nghiên cứu 5 Chương 2 7 xét tài liệu 7 2.1 Các nghiên cứu trước đây về Composite Panel Hệ thống cho các ứng dụng xây dựng 8 Hệ thống 2.2 Transparent composite mặt tiền 11 2.2.1 Polyme tái chế như liệu da 12 2.2.2 Biofiber Composites là Core liệu 21 2.1.3 Bio-Coatings 27 2.2 0,3 hiện tại lại hệ thống 27 2.3 Kết cấu khung đánh giá 30 2.3.1 Sức mạnh và độ cứng 30 2.3.2 Hiệu suất tác động 36 2.4 Hoạt động Môi trường đánh giá khung 40 2.4.1 Khuôn khổ của Cycle Assessment sống (LCA) 40 2.4.2 LCA Application để một Xây dựng hệ thống Window 44 2.5 Kết luận 45 Chương 3 48 Kết cấu Đánh giá thực hiện của một TCFS 48 Kết cấu Thiết kế 3.1 của một TCFS 48 Strength 3.1.1 Yêu cầu và độ võng của một TCFS 48 3.1.2 Design tải Verification 49 3.1.3 Kết cấu Tài sản của một TCFS 51 3.1.4 uốn Stress và võng tra của một TCFS Bảng điều chỉnh 54 3.1.5 Kết cấu thiết kế Kết luận 55 3.2 Lắp đặt một cơ sở thử nghiệm mới. 56 3.2.1 Tổng quan về kiểm tra Cơ sở Thiết kế 56 3.2.2 Phân tích kết cấu của Testing Khung 58 3.2.3 Chế tạo thử nghiệm Khung 62 3.2.4 Kết luận Khung Installation 63 3.3 Hiệu suất tĩnh 64 3.3.1 tĩnh Testing Thiết bị và vật mẫu 64 3.3.2 Thử nghiệm tĩnh Procedure 66 3.3.3 Kết quả thử tĩnh 67 3.3.4 Phân tích phần tử hữu hạn 79 3.3.5 Đánh giá thực hiện Kết luận tĩnh 84 3.4 Hiệu suất tác động đánh giá 85 3.4.1 Thử nghiệm tác động bộ máy và Mẫu 85 3.4.2 Thử nghiệm tác động Thủ tục 87 3.4.3 Thử nghiệm ảnh hưởng kết quả từ 89 3.4.4 Thử nghiệm tác động Kết luận 98 3.5 Tác động Charpy Hiệu suất 99 3.5.1 Tác động Charpy Tester và Mẫu 99 3.5.2 Thử nghiệm tác động Charpy Procedure 101 3.5.3 Kiểm tra tác động Charpy quả 101 3.5.4 Kiểm tra tác động Charpy Kết luận 102 3.6 Kết luận 103 Chương 4 105 Life Cycle Assessment (LCA) 105 4.1 Mục tiêu và phạm vi Định nghĩa 105 4.1.1 Mục tiêu và phạm vi 105 4.1.2 Hệ thống ranh giới 106 4.1.3 Functional Unit 107 4.1.4 Các giả định và giới hạn 110 4.2 Vòng đời Inventory (LCI ) 113 4.2.1 Đầu vào Năng lượng 114 4.2.3 Khí thải môi trường 120 4.3 Đánh giá tác động Vòng đời (LCIA) 121 4.4 Phân tích độ nhạy 123 4.4.1 Pre-sử dụng giai đoạn: Cải thiện tuổi thọ 124 4.4.2 Post-Sử dụng giai đoạn: tái chế như một Thay thế cho đốt 125 4.5 Kết luận LCA 127 Chương 5 132 Kết luận và Future Work 132 5.1 Kết luận Kết cấu 132 5.1.1 Vấn đề Statement 132 5.1.2 Tóm tắt các hoạt động nghiên cứu 132 5.1.2 Kết luận Cấu trúc và khuyến nghị 134 5.1.4 Hạn chế học tập và làm việc tương lai 137 5.2 Kết luận 137 LCA 5.2.1 Phát Biểu Vấn đề 137 5.2.2 Tóm tắt các hoạt động nghiên cứu 138 5.2.3 Kết luận LCA và Khuyến nghị 139 5.2.4 Giới hạn nghiên cứu và làm việc trong tương lai 140 PHỤ LỤC 142 TÀI LIỆU THAM KHẢO 171 Danh mục các hình Hình 1.2.1 Giản Sectional Xem của TCFS 4 Hình 1.3.1 Tổng quan về Lĩnh vực nghiên cứu 6 Hình 2.1.1 composite Xây dựng tàu vũ trụ (a) 9 Hình 2.2.1.1 Tác động kháng chiến của PC, PMMA, và Glass 14 Hình 2.2.1.2 Creep Modulus của SAN tại Time khác nhau và Levels căng thẳng 15 Hình 2.2.1.3 độ vàng Index (a) và Haze của PC và PMMA 16 Hình 2.2.2.1 Tổng quan về thành phần vật liệu composite Biofiber 22 Hình 2.2.2.2 So sánh E-modulus của Biofiber Composites 23 Hình 2.2.2.3 Sự đổi màu của Đay Composites sau khi phơi ngoài trời 24 Hình 2.2.2.4 Báo ảnh Ratings của vi sinh vật xuống cấp: 26 Hình 2.2.3.1 ClearShade IGU hội và ứng dụng trong Mexico City 28 Hình 2.2.3.2 Hiệu suất Năng lượng IGU ClearShade Values ​​29 Hình 2.2.3.3 Louvers-Integrated IGU: Summer (trái ) và mùa đông (phải) 30 Hình 2.3.1.1 cải biên mục cho Equivalent Moment 32 Hình 2.3.1.1 Một Thickness Tính toán hiệu quả Sơ đồ 36 Hình 2.3.2.1 Shot Bag va chạm cho Mô phỏng Human Body Tác động 37 Hình 2.3.2.2 Shot-Bag Ảnh hưởng chế độ 38 Hình 2.3.2.3 Kỹ thuật Số liệu 38 Nhân Hình 2.3.2.4 Tác động Máy Charpy và Mẫu Set-Up 39 Hình 2.3.2.5 Patterns Gãy Laminated Glass (a) và Tempered Glass (b) 40 Hình 2.4.1.1 LCA Thủ tục theo tiêu chuẩn ISO 14040 41 Hình 2.4.1.3 Hệ thống Boundary Ví dụ về một LCA cho một tấm nhựa 42 Hình 2.4.1.3 Sơ đồ dòng chảy của cuộc sống chu trình hàng tồn kho Phân tích 43 Hình 3.1.2.1 Cao ốc văn phòng An Kèm theo TCFSs Nằm ở Detroit, MI 50 Hình 3.1.2.2 khác nhau Tải trọng gió trên các tòa nhà mặt tiền 51 Hình 3.1.3.1 Mục Transformed Sử dụng E-modulus của PMMA 52 Hình 3.1.3.2 Kế hoạch (a) và mục (b) Các chi tiết của một TCFS 53 Tổng quan Hình 3.2.1.1 Kiểm nghiệm Frames 57 Hình 3.2 .2.1 Sectional Properties của Testing Frames 59 Hình 3.2.2.2 Tác động Load (34 kN) Set-Up trong STAAD.Pro 60 Hình 3.2.2.3 Sơ đồ Moment uốn Dưới tác động tải 61 Hình 3.2.2.4 Axial Fore Diagram Dưới tác động tải 61 Hình 3.2 .2.5 Displacement Diagram Dưới tác động tải 62 Hình 3.2.3.1 Quy trình chế tạo các Testing Frames 63 Hình 3.3.1.1 tĩnh thử Set-Up 64 Hình 3.3.1.2 Chức vụ Lắp đặt tải Jack và Displacement Đồng hồ đo 65 Hình 3.3.1.3 Hai cạnh (một ) và Four-cạnh (b) Điều kiện được hỗ trợ 65 Hình 3.3.2.1 TCFS (a) và nhiều lớp kính (b) Test Set-Up 66 Hình 3.3.3.1 uốn Nhấn mạnh So sánh một TCFS 68 Hình 3.3.3.2 Bán kính cong (ρ ) và Displacement (δ) 69 Hình 3.3.3.3 Displacement So sánh một TCFS 70 Hình 3.3.3.4 Uốn So sánh căng thẳng của Laminated Glass 71 Hình 3.3.3.5 Displacement So sánh Laminated Glass 72 Hình 3.3.3.6 Uốn stress So sánh luyện đầy đủ Glass 73 Hình 3.3.3.7 Displacement So sánh luyện đầy đủ Glass 74 Hình 3.3.3.8 Kết cấu Tài sản của TCFS rằng ảnh hưởng uốn Stiffnesss 76 Hình 3.3.3.9 Uốn So sánh căng thẳng của một TCFS 77 Hình 3.3.3.10 So sánh Displacement của một TCFS 78 Hình 3.3.4.1 Mô hình Set-Up trong STAAD.Pro 80 Hình 3.3.4.2 STAAD.Pro Kết quả của một Two-Edge hỗ trợ TCFS 81 Hình 3.3.4.3 STAAD.Pro Kết quả của một Bốn-Edge hỗ trợ TCFS 82 Hình 3.4.1.1 Tổng quan về Khung Thí nghiệm va đập ( a) Thả và Height (b) 86 Hình 3.4.1.2 Tổng quan về Tác động thử nghiệm Instrumentation 87 Hình 3.4.2.1 Tác động thử nghiệm Set-Up: Fully Tempered Glass (a) và TCFS (b) 88 Hình 3.4.3.1 Bồi Phương thức Laminated Glass 90 Hình 3.4.3.2 Displacement (a) và Strain (b) Đầu ra của Laminated Glass 91 Hình 3.4.3.3 Bồi Phương thức luyện đầy đủ Glass 92 Hình 3.4.3.4 Displacement và Lọc kết quả đầu ra của Fully Tempered Glass 93 Hình 3.4.3.5 Gãy Patterns ( a) của PMMA da mặt ở 457 mm Chiều cao Drop 95 Hình 3.4.3.6 P