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結(jié)構(gòu)的受力材料通常導(dǎo)熱系數(shù)較大，一般為高效保溫材料的20倍以上，僅靠它們作外墻材料難以滿足墻體保溫隔熱的要求，因而迫切需要發(fā)展節(jié)能，節(jié)地，利廢和改善建筑功能的新型外墻體。目前實(shí)際工程中大多是采用復(fù)合墻體，其保溫形式可分為外墻外保溫，外墻內(nèi)保溫和外墻中保溫3種實(shí)際工程已表明，前幾種形式存在表面承載能力差的缺陷，而中保溫外墻可很好地解決這一問題，能充分發(fā)揮材料的結(jié)構(gòu)受力性能和保溫隔熱性能，并有機(jī)地將它們結(jié)合在一起。相關(guān)的構(gòu)造形式很多，其中以輕骨料混凝土，鋼筋為主要結(jié)構(gòu)受力材料和以聚苯乙烯泡沫保溫材料為主要填充物的中保溫墻板（鋼筋型復(fù)合墻板）的試驗(yàn)結(jié)果表明，此類墻板不僅具有較好的承載力，而且能夠滿足外墻體的各種保溫隔熱性能要求。但為了提高墻體承載力和充分發(fā)揮翼緣承載力而在板內(nèi)設(shè)肋無疑將削弱墻體的保溫隔熱性能。因此，合理地構(gòu)造墻體板肋的寬度和數(shù)量十分必要。
本研究基于已有的試驗(yàn)結(jié)果，并采用有限元分析計(jì)算，對墻板不同肋寬和肋數(shù)量的承載力與保溫隔熱耦合性能進(jìn)行分析和比較，以便合理地構(gòu)造這類墻板。
為了給出中保溫墻板合理的分析模型，本研究基于已有的試驗(yàn)試件建立其有限元計(jì)算模型。這里選取文獻(xiàn)的試件，并將其作為有限元計(jì)算分析的基準(zhǔn)板。其長，寬，厚，截面構(gòu)造和尺寸如圖所示。
試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，所有墻板破壞前，混凝土與鋼筋未發(fā)生相對滑移，因此，本文采取分離式模型，即混凝土和鋼筋位移協(xié)調(diào)并共用節(jié)點(diǎn)按上述假定進(jìn)行中保溫墻板軸心承載力有限元計(jì)算的結(jié)果與其試驗(yàn)值的對比見表。由表可見，除因試驗(yàn)對中偏差出現(xiàn)非軸心受壓破壞試件的試驗(yàn)值與計(jì)算值偏差較大之外，其它的吻合較好，誤差不超過2%。軸心承載力的有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)值對比圖，為試件R=C 豎向位移及其混凝土和鋼筋應(yīng)變的有限元計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)值對比圖鋼筋的應(yīng)變，有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)值均符合較好可見，本研究建立的中保溫墻板有限元計(jì)算模型是合理的，可用來模擬其受力性能。
增加墻板的肋寬和數(shù)量以充分發(fā)揮其兩側(cè)翼緣板的承載力，從而可提高墻板的承載力，但將削弱墻板的保溫隔熱性能。為探討墻板承載力與保溫隔熱間這種耦合性能。墻板的輪廓尺寸為基準(zhǔn)建立有限元模型，討論肋寬及肋數(shù)變化對其影響。墻板保溫隔熱性能通過板厚方向的熱流量來判定。假定墻板填充的保溫隔熱材料為絕熱材料，僅考慮板肋傳遞熱量。稱墻板溫度較高一側(cè)翼緣板為受熱翼緣板，另一側(cè)為傳熱翼緣板，故定義兩者熱流量差與受熱翼緣板的熱流量之比為名義保溫性能指標(biāo)，用表示。顯然能較好地反映墻板的保溫隔熱性能。
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