蒸压加气混凝土外围护板抗弯力学性能研究

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配筋蒸压加气混凝土(ALC)板是由含硅质材料和钙质材料的工业废弃物等为原材料,经发气成型、切割、蒸压养护等多道工序而制成的轻质多孔硅酸盐保温墙体材料,具有轻质高强、保温隔热性好、耐火性好、安装方便等优点,被国内建筑工程界一致认为是钢结构最理想的围护墙体材料。但在过去几十年的应用表明,蒸压加气混凝土板围护结构在高层及超高层钢结构中的应用存在不可回避的难题,其中,ALC板围护体系开裂渗水是阻碍其推广的主要原因之一,因此应确保蒸压加气混凝土外墙板在高层结构中高风荷载作用下具有足够的强度抵抗开裂,并保证板不发生极限承载力破坏。我国产品标准《蒸压加气混凝土板》GB15762-2008对蒸压加气混凝土外墙板的开裂承载力与极限承载力有明确的规定,但缺少明确对应的理论计算方法。本文以配筋加气混凝土外墙板作为对象,研究其开裂弯矩及极限承载力计算方法,为蒸压加气混凝土板承载力设计提供理论支撑,具体内容如下:综合考虑蒸压加气混凝土板中由于温度引起的自应力、加气混凝土材料干燥收缩和墙板截面塑性发展计算墙板受弯开裂弯矩理论值。具体地,计算由于温度引起的板内预应力,结合不同种类蒸压加气混凝土材料干燥收缩特征对板内预应力降低,并根据蒸压加气混凝土材料的受拉性能与截面特征计算截面塑性影响系数,最终由墙板受拉区混凝土达到极限拉应变作为开裂条件建立了墙板开裂弯矩的计算方法,根据蒸压加气混凝土板在实际应用中的配筋规律及截面特征,在合理范围内对计算公式进行简化处理,得到只以材料抗拉强度、截面尺寸及配筋率为变量的计算公式,该公式与实验值吻合良好。通过对蒸压加气混凝土板已有的试验结果进行分析,结合理论分析将蒸压加气混凝土板极限承载力下的破坏模式分为受弯适筋破坏和弯剪破坏,结合蒸压加气混凝土材料自身的特点,对不同的破坏模式下的受力模型进行受力分析,得到弯剪破坏模式下的极限承载力计算方法,并通过实验验证了相应计算公式能较准确地计算构件的极限承载力。
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