快裝式高精度脫硫石膏輕質砌塊裝配式墻體優勢分析

黃晶晶 劉琬真 楊燕 郭高峰

（河南省建科院工程檢測有限公司，河南 鄭州 450000）

在預制建筑物之中，雖然隔墻的體積約占構造總體積的50%，但通常不參加構造應力。因此，如何在符合基本上力學性能和隔熱效能的條件之下，減少混凝土體積，提升混凝土效能，是一個亟待解決的難題。

一、數值測試設計

在實際的工程項目中，JG/T169-2016規格推薦的預制隔墻板得到了廣泛的應用。孔的直徑通常為58mm，平板長度為2.4m，底部連接到地板。墻板的尺寸如圖1（a）所示。在預制構件的施工過程中，分別在隔板的榫和槽的接縫處涂膠和砂漿，并用玻璃纖維網布表面使隔板的兩側光滑，以確保隔板上的孔和槽隔板的位置正確，邊緣整齊。在模擬測試中，榫和榫槽可以互補成規則的形狀，并獲得圓孔和橢圓孔的橫截面,表1中顯示了兩個隔板的詳細尺寸。

（一）數值分析模型的基本參數

隔墻墻仿真測試所用D15混凝土的彈性模量為2400KGm3，剛性硬度2.2×104nmm2，玻爾茲曼比0.16。

表1 隔墻板參數

1.力學模型

使用有限元法,用操作系統ABAQUS和fluent對表1所示的兩種相隔墻板展開建模，并選擇適當的單元尺寸進行網格劃分。隔墻板在項目實施過程中將承受以下載荷條件：安裝到位后，要承受頂梁變形、相鄰隔墻板之間以及中間的壓力所產生的壓縮力。由運輸過程中分隔墻板的堆疊引起的彎矩。根據上述應力條件，在本研究中建立載荷模型。在建模中，對頂部和側面施加均勻載荷。考量到隔墻加裝就位之后桁架輕度形變造成的壓強，可在頂面設立不均勻荷載。同時，為了方便測量和較，后三種載重類別均使用位移載重。

2.熱分析模型

在具體采用之中，隔墻的保溫效能往往是使用者重視的熱點。為了仿真有所不同分離器的保溫效能，建立了下列測量建模。在長3m的空間中，在一側安裝圓形和橢圓形的孔隔板以進行熱傳遞（室外溫度為0℃）。

二、結果

（一）機械性能

盡管未使用隔墻板作為結構應力構件，它們可能仍在應力作用下破裂，這是由許多因素引起的。可以看出，在最不利的載荷下隔板的受力分析是非常必要的。

（二）剛度分析

圓孔分隔壁的整體剛度Er和橢圓孔分隔壁的整體剛度Ee為Er=σAr/ΔL（10）Ee=σAe/ΔL,其中ΔL是隔板壓力均等位移的均勻表面。在模型中，將均勻位移載荷ΔL施加到隔墻的頂部，分析后提取模型的平均橫截面應力σ，通過數值分析獲得的截面剛度見表2。結果表明，隨著孔隙率的增大，橢圓孔隔墻的剛度減小，具有較好的適應性。

表2 隔墻板剛度值

將位移載荷ΔL施加到隔墻的側面（載荷模型2），并在分析后提取模型截面的平均應力。可以看出，橢圓孔間隔壁的剛性降低，處于良好的狀態。當將不均勻的位移載荷施加到隔墻的頂部時，可以沿平板長度方向的應力集中系數趨于均勻。

本研究采用模擬試驗的方法對工程中常用的直徑為58mm的隔墻板進行了改進，并對其進行了改進。

結果表明：1.橢圓孔膜片孔隙率比圓孔膜片孔隙率低10.8%，膜片本身體積減少5.6%，從而減少了物料損耗。在高層建筑之中，使用隔墻板加裝，不僅減少了費用，而且節省了資源。2.橢小孔隔墻的總體剛度大于圓孔隔墻，能更糟糕地應付桁架的構造形變。3.從孔處兩隔板的形變分散常數來看，橢圓孔的最小形變分散常數大于小孔，橢圓孔之內有5個扇，比圓孔板的7個扇不僅減少了鑄件的使用率，而且增加了形變集中點。4.熱研究結果表明，橢圓孔隔墻的隔熱性能比圓孔隔墻低12%左右。5.由于體重減輕，在堆疊或運輸期間，在橢圓孔分隔壁的中間產生的拉伸應力小于圓孔分隔壁的拉伸應力。

結束語

總之，在便利性、成本、效率以及機械和絕熱性能方面，優化后橢圓孔隔墻板具有優于圓孔隔墻板的優點。建議從小面積的預制件生產開始，生產成熟后可進行大規模的預制件生產。