張婷

摘要：鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)被廣泛用于高層和超高層建筑，具有較高的承載力及抗震性，為了減少施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境及噪聲污染，近年來(lái)裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究重點(diǎn)。但是現(xiàn)澆剪力墻存在施工工期長(zhǎng)、環(huán)境及噪聲污染等缺點(diǎn);而且傳統(tǒng)預(yù)制剪力墻自重較大，既增加了結(jié)構(gòu)本身荷載，又給施工和吊裝帶來(lái)不便。因此，本文提出一種新型裝配式輕質(zhì)支撐剪力墻，即將實(shí)體RC剪力墻的墻體受力最小的部分用較小的截面斜撐代替，可以在一定程度上減輕構(gòu)件自重，減小地震作用。為了滿足建筑節(jié)能的目標(biāo)，本文對(duì)新型輕質(zhì)支撐剪力墻保溫性能進(jìn)行研究。

Abstract： The reinforced concrete shear wall structure is widely used in high-rise and super high-rise buildings. It has high bearing capacity and earthquake resistance. In order to reduce the environment and noise pollution at the construction site， the assembled shear wall structure has become a research focus of scholars at home and abroad. However， the cast-in-place shear wall has shortcomings such as long construction period， environment and noise pollution; and the traditional prefabricated shear wall has a large self-weight， which not only increases the load of the structure itself， but also brings inconvenience to construction and lifting. Therefore， this paper proposes a new type of assembled lightweight support shear wall， that is， the part with the least force of the wall of the solid RC shear wall is replaced by a smaller cross-section diagonal bracing， which can reduce the weight of the component to a certain extent and reduce earthquake effect. In order to meet the goal of building energy conservation， this paper studies the insulation performance of the new lightweight supporting shear wall.

關(guān)鍵詞：新型;輕質(zhì)支撐剪力墻;保溫性能;研究

Key words： new type;lightweight supporting shear wall;thermal insulation performance;research

中圖分類號(hào)：TU761.1+2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2018）35-0156-02

0? 引言

我國(guó)的人均能源資源較少，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展使得我國(guó)的能源形式趨緊。建筑能耗在總能耗中占有很大的比例（27.6%）[1]，近年來(lái)，建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展使得建筑能耗量不斷增加，因此，建筑節(jié)能在我國(guó)已是迫在眉睫。建筑節(jié)能的基礎(chǔ)是墻材革新[2]，為了滿足建筑節(jié)能的目標(biāo)，進(jìn)行墻材革新是最為有效的措施。所以國(guó)內(nèi)外都在墻材革新上進(jìn)行了大量的研究和實(shí)踐。

面對(duì)能源緊缺的問(wèn)題，我國(guó)政府頒布了《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》。各級(jí)政府也大力倡導(dǎo)建筑節(jié)能，相繼出臺(tái)了適用于當(dāng)?shù)氐慕ㄖ?jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并保證該標(biāo)準(zhǔn)的貫徹和執(zhí)行。

1? 輕質(zhì)支撐剪力墻的一般構(gòu)造

輕質(zhì)支撐剪力墻是在由邊緣構(gòu)件、斜撐和墻身三部分連接成整體后預(yù)制而成，將墻體受力最小的部分用較小的截面斜撐代替，可以大幅度減輕構(gòu)件自重。在剪力墻界面連接處，墻體做成“凸”字型企口，增強(qiáng)其抗剪能力。上下剪力墻預(yù)留豎向受力鋼筋，采用機(jī)械連接或焊接連接的方法;剪力墻兩側(cè)采用U型環(huán)筋扣合錨接。

本課題組采用OpenSees對(duì)某縣的一個(gè)工程實(shí)例中的一片實(shí)體剪力墻進(jìn)行建模，通過(guò)數(shù)值模擬研究其受力性能。并以工程實(shí)例中的實(shí)體剪力墻為基礎(chǔ)，采用OpenSees建立輕質(zhì)支撐剪力墻有限元模型，對(duì)其進(jìn)行數(shù)值模擬分析，得到其滯回曲線、骨架曲線及特征值，研究其是否滿足抗震設(shè)計(jì)要求，并與實(shí)體剪力墻的抗震性能進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果表明二者具有相當(dāng)?shù)目拐鹦阅躘3]。

所取的輕質(zhì)支撐剪力墻墻體長(zhǎng)3000mm，高4200mm，寬200mm，洞口取上部保留墻體的高度為a，下部保留墻體的高度為c，洞口寬度為e，支撐的傾角α≤70°，優(yōu)化的支撐截面為200mm×300mm，如圖1所示?？蛇x用厚度為200mm的填充墻作為墻體材料，布置于墻體與支撐之間的洞口內(nèi)。同時(shí)，為了減少施工現(xiàn)場(chǎng)保溫層布置的工序，在預(yù)制墻體時(shí)直接在外墻表面布置防水保溫層，從而解決了外墻保溫施工麻煩等問(wèn)題。

從國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究可知，加氣混凝土砌塊是強(qiáng)度高、保溫隔熱性好、質(zhì)量輕、可加工性強(qiáng)的一種新型墻體材料，并作為墻體材料在多層、高層和加層建筑中被廣泛應(yīng)用。為了達(dá)到良好的隔熱性及滿足輕質(zhì)的要求，所以，本文建議在輕質(zhì)支撐剪力墻洞口中使用加氣混凝土砌塊做填充墻體。

2? 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)計(jì)算

2.1 建筑熱工設(shè)計(jì)的概念

①建筑體形系數(shù)（S）：建筑物與室外大氣接觸面積與其所包圍的體積的比值。

②維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)（K）：在維護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)空氣溫差為1K的情況下，在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積維護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量，單位：W/（m2·K）。

③熱惰性指標(biāo)（D）：表征維護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)溫度波衰減快慢程度的無(wú)量綱指標(biāo)，單一維護(hù)結(jié)構(gòu)，D=RS;多層材料維護(hù)結(jié)構(gòu)，D=∑RS。式中R為維護(hù)結(jié)構(gòu)材料層的傳熱阻，S為相應(yīng)材料層的畜熱系數(shù)。D值越大，溫度波在其中衰減越快，維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性越好。

④熱橋（冷橋）：維護(hù)結(jié)構(gòu)中包含金屬、鋼筋混凝土或混凝土梁、柱、肋等部位，在室內(nèi)外溫差作用下，形成熱流密集、內(nèi)表面溫度較低（高）的部位。這些部位形成傳熱的橋梁，故名熱橋（冷橋）。

2.2 輕質(zhì)支撐剪力墻輕質(zhì)墻體部位的傳熱系數(shù)計(jì)算（不考慮窗戶及熱橋）

多層平壁的傳熱系數(shù)：

式中Mi——內(nèi)表面熱絕緣系數(shù)，取0.11（m2·K/W）;

Me——外表面熱絕緣系數(shù)，取0.04（m2·K/W）;

δk—第k層材料的厚度（m）;

λk—第k層材料的導(dǎo)熱率W/（m·K）。

加氣混凝土砌塊的導(dǎo)熱系數(shù)為λ=0.20W/（m·K），則200mm厚的加氣混凝土砌塊的傳熱系數(shù)

2.3 輕質(zhì)支撐剪力墻墻體傳熱性能分析

2.3.1 外墻平均傳熱系數(shù)的計(jì)算公式

外墻受周邊熱橋的影響，其平均傳熱系數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算：

式中Km—外墻平均傳熱系數(shù)[W/（m2·K）];

Kp—外墻主體部位傳熱系數(shù)[W/（m2·K）];

KB1、KB2、KB3—外墻周邊熱橋部位的傳熱系數(shù)[W/（m2·K）]

如圖2所示：Fp—外墻主體部位的面積（m2）;FB1、FB2、FB3—外墻周邊熱橋部位面積（m2）。

2.3.2 輕質(zhì)支撐剪力墻與實(shí)體剪力墻墻體傳熱比較

本課題組選取的輕質(zhì)支撐剪力墻如圖3所示。

填充墻部位的傳熱系數(shù)已計(jì)算出：Kp=0.87W/（m2·K），

計(jì)算結(jié)果表明：該輕質(zhì)支撐剪力墻墻體的平均傳熱系數(shù)為Km=3.24W/（m2·K），此輕質(zhì)支撐剪力墻墻體的平均傳熱系數(shù)不滿足規(guī)范，因此，本文建議，要想達(dá)到保溫效果，需要在輕質(zhì)支撐剪力墻的外墻表面貼上保溫墻板。

如果在墻體外表面貼上厚度為50mm厚的聚苯板，該輕質(zhì)支撐剪力墻墻體的平均傳熱系數(shù)為Km=0.625W/（m2·K）。

為了達(dá)到墻體的平均傳熱系數(shù)為Km=0.625W/（m2·K），實(shí)體剪力墻外表面需要貼上厚度60mm的聚苯板。

3? 結(jié)論

①填充墻可選用加氣混凝土砌塊，滿足隔熱性能好、強(qiáng)度高、抗震、隔音、節(jié)省能源、輕質(zhì)、環(huán)保的要求。

②通過(guò)對(duì)輕質(zhì)支撐剪力墻墻體的節(jié)能分析，需要在墻體表面貼上保溫板，與實(shí)體剪力墻相比，達(dá)到同樣的隔熱性，輕質(zhì)支撐剪力墻貼的保溫板比實(shí)體剪力墻要薄，說(shuō)明輕質(zhì)支撐剪力墻的隔熱性能比實(shí)體剪力墻墻體的隔熱性能好。

參考文獻(xiàn)：

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