結構的受力材料通常導熱系數較大，一般為高效保溫材料的20倍以上，僅靠它們作外墻材料難以滿足墻體保溫隔熱的要求，因而迫切需要發展節能，節地，利廢和改善建筑功能的新型外墻體。目前實際工程中大多是采用復合墻體，其保溫形式可分為外墻外保溫，外墻內保溫和外墻中保溫3種實際工程已表明，前幾種形式存在表面承載能力差的缺陷，而中保溫外墻可很好地解決這一問題，能充分發揮材料的結構受力性能和保溫隔熱性能，并有機地將它們結合在一起。相關的構造形式很多，其中以輕骨料混凝土，鋼筋為主要結構受力材料和以聚苯乙烯泡沫保溫材料為主要填充物的中保溫墻板（鋼筋型復合墻板）的試驗結果表明，此類墻板不僅具有較好的承載力，而且能夠滿足外墻體的各種保溫隔熱性能要求。但為了提高墻體承載力和充分發揮翼緣承載力而在板內設肋無疑將削弱墻體的保溫隔熱性能。因此，合理地構造墻體板肋的寬度和數量十分必要。
      本研究基于已有的試驗結果，并采用有限元分析計算，對墻板不同肋寬和肋數量的承載力與保溫隔熱耦合性能進行分析和比較，以便合理地構造這類墻板。
      為了給出中保溫墻板合理的分析模型，本研究基于已有的試驗試件建立其有限元計算模型。這里選取文獻的試件，并將其作為有限元計算分析的基準板。其長，寬，厚，截面構造和尺寸如圖所示。
      試驗發現，所有墻板破壞前，混凝土與鋼筋未發生相對滑移，因此，本文采取分離式模型，即混凝土和鋼筋位移協調并共用節點按上述假定進行中保溫墻板軸心承載力有限元計算的結果與其試驗值的對比見表。由表可見，除因試驗對中偏差出現非軸心受壓破壞試件的試驗值與計算值偏差較大之外，其它的吻合較好，誤差不超過2%。軸心承載力的有限元計算結果與試驗值對比圖，為試件R=C 豎向位移及其混凝土和鋼筋應變的有限元計算結果和試驗值對比圖鋼筋的應變，有限元計算結果與試驗值均符合較好可見，本研究建立的中保溫墻板有限元計算模型是合理的，可用來模擬其受力性能。
      增加墻板的肋寬和數量以充分發揮其兩側翼緣板的承載力，從而可提高墻板的承載力，但將削弱墻板的保溫隔熱性能。為探討墻板承載力與保溫隔熱間這種耦合性能。墻板的輪廓尺寸為基準建立有限元模型，討論肋寬及肋數變化對其影響。墻板保溫隔熱性能通過板厚方向的熱流量來判定。假定墻板填充的保溫隔熱材料為絕熱材料，僅考慮板肋傳遞熱量。稱墻板溫度較高一側翼緣板為受熱翼緣板，另一側為傳熱翼緣板，故定義兩者熱流量差與受熱翼緣板的熱流量之比為名義保溫性能指標，用表示。顯然能較好地反映墻板的保溫隔熱性能。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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