輕鋼-纖維水泥板-泡沫混凝土組合墻體抗側剛度探討

張魚

【摘 要】輕鋼--纖維水泥板--泡沫混凝土的組合墻體是目前新推出的一種墻體結構，主要是以輕鋼和覆面板的組合墻體構造為基礎。這種新興的組合墻體具有高效的耐熱和保溫功能，由于這種新式的組合墻體是在一定基礎上創新推出的，所以其組成結構和受力問題方面與輕鋼和覆面板的組合墻體有著異曲同工之處，因此，本文就將主要從輕鋼--纖維水泥板--泡沫混凝土組合入手，來集中探討其組合墻體的抗側剛度問題。

【關鍵詞】組合墻體;抗側剛度;輕鋼--纖維水泥板--泡沫混凝土

一、關于輕鋼--纖維水泥板--泡沫混凝土組合墻體的基本內容

輕鋼--纖維水泥板--泡沫混凝土組合墻體是一種新型的墻體結構，其構造的基礎是輕鋼和覆面板的組合墻體結構，因此，在基本結構建造上兩者較為類似，但是同時新型的墻體結構又在原有結構的基礎之上提出了一種新的框架。首先就是由自攻螺釘構建起來的大型桁架結構，主要的連接材料為冷彎薄壁型鋼，然后再次使用自攻螺釘對纖維水泥壓力板進行固定，主要位置在桁架的兩側，最后在水泥壓力板的內部澆筑泡沫混凝土。新型的墻體結構與輕鋼和覆面板的組合墻體結構最大的不同就是前者在墻體的內部填充了發泡混凝土，這也導致兩種墻體結構在計算上有所不同。在實際的計算當中，新型的墻體結構需要考慮到墻體內部泡沫混凝土的壓力以及墻體的受壓性能，因此，在實際建立模型的時候需要將覆面板外的泡沫混凝土也當做等效的受壓桿件來計算。

二、關于輕鋼--纖維水泥板--泡沫混凝土組合墻體的抗側剛度理論計算推導

在輕鋼--纖維水泥板--泡沫混凝土墻體抗側剛度計算的過程中，需要遵循幾下幾條基本的假設。①在輕鋼骨架的兩邊墻體都需要由自攻螺釘自上而下的進行連接，且上部分和下端的蓋板需要用自攻螺絲進行連接，因此在計算的過程中可以先假定墻體邊緣部分的立柱自上而下的進行連接，而下端和下半部分的蓋板也進行了連接。②若輕鋼骨架墻體的中部和下半部分均由自攻螺絲進行連接，那么在計算時可以先假定其上下具有連接。③如果輕鋼骨架墻體鋼構件軸向變形與墻體頂部側向位移的相對性很小，那么在實際的計算和操作中可以將其忽略不計。④若墻面板等效為斜向的拉桿，那么實際的操作過程中可以將其拉桿的剛度設置為E1A1;若泡沫混凝土和墻面板的等效為斜向的拉桿，那么拉桿的剛度可以設置為E2A2。

在輕鋼骨架墻體中，纖維水泥覆面板的自攻螺釘會引起一定程度的剪切變形，其變形水平應由水平載荷作用下的整體滑移量來進行計算，在實際進行整個組合墻面構造時，需要確定主體覆面板主要是由幾塊纖維水泥構造而成的，進而才能夠判斷螺釘的間距是否分布均勻，且對后續的公式推導進行一定的假設。假設在組合墻體構造時只用了一塊纖維水泥板作為覆面板，一定要確保其自攻螺釘之間的間距保持一致，這樣才能減少剪切變形幾率。若墻體整個的上下端點同時受到水平載荷和豎向載荷的影響，那么要保證每個螺釘所承受的水平載荷都是相同的。若墻體的左右兩個端點分別受到豎向載荷的影響，那么就要保障每個螺栓的受力點均衡。若墻體內部的螺栓只受到豎向載荷的影響，那么就需要相應的確保其受力的大小和螺栓到中心線的距離成正比。

L為墻體長度，H為墻體高度，K1為CD桿實際抗側剛度，K2為AD桿實際抗側剛度，Sd為滑移量，Fd為自攻螺釘所受剪力達到連接時的抗剪承載力，nN為沿墻體高度方向單列螺釘數

三、關于輕鋼--纖維水泥板--泡沫混凝土組合墻體的抗側剛度在實際工程建設中的應用

根據相關的計算方法和假設，在實際建造房屋的過程中，應當對輕鋼--纖維水泥板--泡沫混凝土的組合墻體進行抗側性能的相關檢驗。在實際應用過程中也需注意，根據《建筑抗震設計規范》以及《低層冷彎薄壁型鋼房屋建筑技術規程》的相關要求和理論指導得出該房屋的地震影響系數以及在水平地震情況下其結構的自振周期，例如在GB50011--2010中有明確的規定，相關房屋結構的基本自振周期為T1=0.072～0.108s，取T的中間值為0.09s，再對其結構的總水平地震作用標準值進行相關計算。

輕鋼--纖維水泥板--泡沫混凝土組合墻體的抗剪水平承載力主要是關于該組合墻體剪力墻體承載力的相關數據分析，在其模型建立的過程中主要需遵循以下幾點假設：①在剪力墻的上下端點螺釘需要承受水平載荷和豎向載荷兩個力的限制，且每個螺栓所承受的水平載荷都相同，所以其承受的豎向載荷的大小需要與螺栓到中心線的距離成正比。②墻體左右的兩端螺栓至承受了豎向載荷的影響，所以要確保每個螺栓的受力都均勻。③剪力墻內部的螺栓只承受了豎向的載荷，所以其受力的大小需要與螺栓和中心線的距離成正比。

輕鋼--纖維水泥板--泡沫混凝土組合墻體的抗側剛度與墻體的高度比呈現反比的關系，也就是墻體的高寬比越大，其墻體的抗側剛度越小，如果墻體的高寬比越小，那么其抗側的剛度就越大，隨著墻體厚度的不斷增加，組合墻體的整個抗側剛度也在不斷的增大，組合墻體的抗側剛度與螺釘之間的間距也有直接的關系，如果螺釘的間距越小，其墻體的抗側剛度也就會越大。這種新式組合墻面的設計，能夠滿足當前抗震防設的需求，且這種采用了輕鋼--纖維水泥板--泡沫混凝土的組合墻為主要剪力墻的房屋，其性能較為突出，抗側強度和抗剪承載力也較為優秀。

結束語

輕鋼--纖維水泥板--泡沫混凝土是一種新式的墻體結構，其具有較為優秀的保溫和隔熱能力，實際運算過程中主要依靠等待拉桿法拉將整個組合墻簡化成為一定的桿件模型，墻體纖維水泥覆面板為等效的受拉斜桿，墻體內部的泡沫混凝土以及部分的覆面板為等效的受壓斜桿。在相關的彈性分析基礎之上，能夠結合實際數據得出相關墻體抗側 剛度的理論計算公式和計算過程，還能夠考慮到相關的計算應用關注點和相關的假設性問題。這不僅能夠確保最終檢測數據的準確性，還能夠計算出該房屋是否已經滿足了相關的抗震需求。

參考文獻：

[1]陳國新，陳葉順，呂信敏.帶窗洞加強肋復合墻體抗震性能及抗側剛度 影響因素研究[J].世界地震工程，2019，35（1）：27-35.

[2]田穩苓，溫曉東.新型泡沫混凝土輕鋼龍骨復合墻體抗側剛度計算方法研究[J].工業建筑，2020，50（6）：161-166，149.

[3]王建超，張丁元，周靜海，等.輕鋼-纖維水泥板-泡沫混凝土組合墻體抗側剛度研究[J].鋼結構，2018，33（11）：38-44.