李旭彬 刘 洋
中建二局第三建筑工程有限公司北京市100070
摘要：经济的发展，社会的进步推动了我国综合国力的提升，也带动各相关施工工艺的不断完善。墙板的性能优劣对于工程的整体质量有重要意义，预制混凝土夹心保温外墙板起源至今已有50多年的历史，由于其具有优越的保温、耐久等性能且满足工业化生产的要求，被广泛应用于各类装配式建筑结构中。夹心保温外墙板通常悬挂于主体结构之外，因此往往被称为“外挂墙板”。常见的外挂墙板与主体结构间的连接方式有柔性的点连接和刚性的线连接两种。目前在我国，当外挂墙板用于钢筋混凝土结构时，常采用刚性的线连接，即外挂墙板的顶部通过连接钢筋与叠合钢筋混凝土梁进行连接，底部通过限位连接件与下层梁进行连接。当采用这种连接方式时，水平地震作用下外挂墙板将与主体结构之间产生相对的水平滑动变形。因此，在限位角钢上往往开设沿水平方向的长圆螺栓孔，以适应主体结构的变形，从而减小外挂墙板与主体结构之间的相互作用。为有效利用外挂墙板与主体结构间的相对水平变形，作者提出采用位移相关型阻尼器取代外挂墙板底部的限位连接件的做法。此时，外挂墙板不再是非结构构件，而是与阻尼器一起共同形成减震系统，在水平地震作用下可耗散地震能量，从而达到降低结构地震反应，减小主体结构损伤的目的。
关键词：ALC墙板;综合性能分析;施工工艺
引言
近年来，在传统冷弯薄壁型钢住宅结构的基础上，研究人员提出了墙板为钢皮的冷弯薄壁型钢剪力墙结构体系。国内外许多学者对该体系进行了一系列研究，研究表明：墙板为钢皮的冷弯薄壁型钢剪力墙体与传统的冷弯薄壁型钢剪力墙体相比，具有更高的抗剪承载力和更优的抗侧性能，从而将冷弯薄壁型钢住宅结构体系由低层拓展至多层。但是，墙板仅为钢皮的冷弯薄壁型钢剪力墙体系的防火问题较为突出,不加保护的钢结构构件的耐火极限仅为10~20min。研究表明，冷弯薄壁型钢组合墙体的耐火性能将主要取决于墙体骨架两侧的建筑墙板，而纸面防火石膏板具有优异的耐火性能。课题组在墙板为钢皮的冷弯薄壁型钢组合墙结构体系的基础上，提出了墙板为钢皮加石膏板的冷弯薄壁型钢剪力墙结构，并进行了一系列的研究。
1保温装饰一体板的ALC墙体抗风性能
粘锚法ALC保温装饰一体板，没有发生蒸压加气混凝土和保温装饰一体板的开裂脱落现象，表明此种墙体的抗风性能能够满足5kPa的风荷载要求，具有很好的安全可靠度。干挂法ALC保温装饰一体板，没有发生温装饰一体板的开裂脱落现象，但一体板的板缝处却出现了多处不平、凸起现象，表明此种墙体的抗风性能能够满足5.5kPa的风荷载要求，具有很好的安全可靠度。蒸压加气混凝土作为一种新型装配式围护结构，随着国家对装配式建筑的大力发展和推广，蒸压加气混凝土的应用会越来越广泛。蒸压加气混凝土具有重量轻、保温性能好、耐火性能好、重量轻、安装方便、加工性强、绿色环保等特点。通过选用合理的墙板厚度、墙板强度、墙板长度和墙板连接方式，能够满足蒸压加气混凝土作为装配式围护结构和使用功能的同时，使蒸压加气混凝土具有良好的抗风性能，对于蒸压加气混凝土在高层建筑特别是超高层建筑中的应用和推广具有重要的意义。保温装饰一体板也叫节能保温装饰一体板，是由胶层、保温装饰板、锚固件和密封材料等组成，保温装饰一体板不仅可以适用于新建建筑的外墙保温装饰，也可以适用于旧建筑的节能装饰改造；还可以适用于北方寒冷地区的建筑和南方炎热地区的建筑。保温装饰一体板具有稳定性好、完美替代幕墙、施工简便工期缩短和整体装配效果丰富等特点，保温装饰一体板能够克服传统保温材料的缺点。保温装饰一体板作为保温装饰材料使用有具备较好的抗风性能，对保温装饰一体板的推广和使用具有重要意义。
2自密实陶粒泡沫混凝土墙板生产
陶粒泡沫混凝土是一种优异的轻质墙体材料。相对于加气混凝土，物理发泡方法制备的泡沫在混凝土中形成封闭孔，有效降低了泡沫混凝土的导热系数，提高了抗压强度。而以陶粒和多孔轻质废弃物作为骨料可进一步提高其强度，降低收缩量。轻质墙板是墙体材料发展的趋势，其生产、安装效率较砌块、砖等高得多。然而，用陶粒泡沫混凝土很难制备轻质墙体板材。GB/T23451—2009《建筑用轻质隔墙条板》中规定墙板宽度为600mm、厚度为90mm或120mm，或其它约定的尺寸。为了保证墙板表面光滑，一般采用立模成型。模具内部高度为板的宽度600mm，其厚度为90mm或120mm。由于泡沫在振捣下很容易破灭，造成泡沫混凝土塌陷或形成大泡，或密度大幅上升。因此，陶粒泡沫混凝土应具有非常好的填充性才能制备墙板。此外，空心板模具在长度方向上设有多根上下排列的芯管，这进一步提高了利用立模生产陶粒混凝土板材的难度。
3平移式预制混凝土外挂墙板连接节点设计方法
预制混凝土外挂墙板适用于工业与民用建筑的外墙工程，在国外广泛应用于混凝土框架结构、钢结构的公共建筑、住宅建筑和工业建筑中。近几年，预制混凝土外挂墙板在国内也得到了一定程度的应用。预制混凝土外挂墙板可以较好地满足建筑外墙装饰、保温、隔热、抗震、围护、防水、防火、隔声、耐久等所有性能的设计要求，未来具有广阔的市场空间和良好的应用前景。设计时通常认为外挂墙板为非结构构件，但墙板本身及其与结构主体的连接也应具备良好的抗震性能，否则外挂墙板在地震作用下破坏或脱落会带来严重的次生灾害。因此研究预制混凝土外挂墙板连接构造及其理论计算方法，对提高其抗震性能具有十分重要的工程应用价值。
4外挂墙板简化模型
外挂墙板与U型钢板消能器共同组成减震外挂墙板系统。由试验可知，墙板在地震作用下基本保持弹性，仅出现少量细小裂缝。因此，可采用弹性的欧拉梁单元来模拟外挂墙板。建模时采用刚度等效的原则，即梁单元的抗弯刚度与墙板抗侧刚度相等。此外，外挂墙板与上部连梁刚接在一起，墙板对连梁的受力有一定影响。然而，由于墙板与连梁间的连接避开了水平荷载作用下弯矩最大的梁端塑性铰区域，且墙板中开有较大洞口，因此认为用梁单元模拟外挂墙板，忽略墙板对连梁受力性能产生的影响这一情况带来的误差较小。
结语
剪力墙、连梁、外挂板和U型钢板消能器采用75号厚壳单元的精细有限元模型分析得到试件的荷载-位移滞回曲线和骨架曲线以及承载力等与试验结果吻合较好，且能够较好地反映试件的受力特性，表明该模型具有较高的可靠性和准确性。外挂板采用欧拉梁单元模拟，U型钢板消能器采用Truss单元模拟的简化有限元模型的分析结果与精细有限元模型吻合较好，表明简化模型在有效提高了计算效率的同时，同样具有较好的可靠性。
参考文献
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