轻钢-纤维水泥板-泡沫混凝土组合墙体抗侧刚度探讨

张鱼

【摘 要】輕钢--纤维水泥板--泡沫混凝土的组合墙体是目前新推出的一种墙体结构，主要是以轻钢和覆面板的组合墙体构造为基础。这种新兴的组合墙体具有高效的耐热和保温功能，由于这种新式的组合墙体是在一定基础上创新推出的，所以其组成结构和受力问题方面与轻钢和覆面板的组合墙体有着异曲同工之处，因此，本文就将主要从轻钢--纤维水泥板--泡沫混凝土组合入手，来集中探讨其组合墙体的抗侧刚度问题。

【关键词】组合墙体;抗侧刚度;轻钢--纤维水泥板--泡沫混凝土

一、关于轻钢--纤维水泥板--泡沫混凝土组合墙体的基本内容

轻钢--纤维水泥板--泡沫混凝土组合墙体是一种新型的墙体结构，其构造的基础是轻钢和覆面板的组合墙体结构，因此，在基本结构建造上两者较为类似，但是同时新型的墙体结构又在原有结构的基础之上提出了一种新的框架。首先就是由自攻螺钉构建起来的大型桁架结构，主要的连接材料为冷弯薄壁型钢，然后再次使用自攻螺钉对纤维水泥压力板进行固定，主要位置在桁架的两侧，最后在水泥压力板的内部浇筑泡沫混凝土。新型的墙体结构与轻钢和覆面板的组合墙体结构最大的不同就是前者在墙体的内部填充了发泡混凝土，这也导致两种墙体结构在计算上有所不同。在实际的计算当中，新型的墙体结构需要考虑到墙体内部泡沫混凝土的压力以及墙体的受压性能，因此，在实际建立模型的时候需要将覆面板外的泡沫混凝土也当做等效的受压杆件来计算。

二、关于轻钢--纤维水泥板--泡沫混凝土组合墙体的抗侧刚度理论计算推导

在轻钢--纤维水泥板--泡沫混凝土墙体抗侧刚度计算的过程中，需要遵循几下几条基本的假设。①在轻钢骨架的两边墙体都需要由自攻螺钉自上而下的进行连接，且上部分和下端的盖板需要用自攻螺丝进行连接，因此在计算的过程中可以先假定墙体边缘部分的立柱自上而下的进行连接，而下端和下半部分的盖板也进行了连接。②若轻钢骨架墙体的中部和下半部分均由自攻螺丝进行连接，那么在计算时可以先假定其上下具有连接。③如果轻钢骨架墙体钢构件轴向变形与墙体顶部侧向位移的相对性很小，那么在实际的计算和操作中可以将其忽略不计。④若墙面板等效为斜向的拉杆，那么实际的操作过程中可以将其拉杆的刚度设置为E1A1;若泡沫混凝土和墙面板的等效为斜向的拉杆，那么拉杆的刚度可以设置为E2A2。

在轻钢骨架墙体中，纤维水泥覆面板的自攻螺钉会引起一定程度的剪切变形，其变形水平应由水平载荷作用下的整体滑移量来进行计算，在实际进行整个组合墙面构造时，需要确定主体覆面板主要是由几块纤维水泥构造而成的，进而才能够判断螺钉的间距是否分布均匀，且对后续的公式推导进行一定的假设。假设在组合墙体构造时只用了一块纤维水泥板作为覆面板，一定要确保其自攻螺钉之间的间距保持一致，这样才能减少剪切变形几率。若墙体整个的上下端点同时受到水平载荷和竖向载荷的影响，那么要保证每个螺钉所承受的水平载荷都是相同的。若墙体的左右两个端点分别受到竖向载荷的影响，那么就要保障每个螺栓的受力点均衡。若墙体内部的螺栓只受到竖向载荷的影响，那么就需要相应的确保其受力的大小和螺栓到中心线的距离成正比。

L为墙体长度，H为墙体高度，K1为CD杆实际抗侧刚度，K2为AD杆实际抗侧刚度，Sd为滑移量，Fd为自攻螺钉所受剪力达到连接时的抗剪承载力，nN为沿墙体高度方向单列螺钉数

三、关于轻钢--纤维水泥板--泡沫混凝土组合墙体的抗侧刚度在实际工程建设中的应用

根据相关的计算方法和假设，在实际建造房屋的过程中，应当对轻钢--纤维水泥板--泡沫混凝土的组合墙体进行抗侧性能的相关检验。在实际应用过程中也需注意，根据《建筑抗震设计规范》以及《低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程》的相关要求和理论指导得出该房屋的地震影响系数以及在水平地震情况下其结构的自振周期，例如在GB50011--2010中有明确的规定，相关房屋结构的基本自振周期为T1=0.072～0.108s，取T的中间值为0.09s，再对其结构的总水平地震作用标准值进行相关计算。

轻钢--纤维水泥板--泡沫混凝土组合墙体的抗剪水平承载力主要是关于该组合墙体剪力墙体承载力的相关数据分析，在其模型建立的过程中主要需遵循以下几点假设：①在剪力墙的上下端点螺钉需要承受水平载荷和竖向载荷两个力的限制，且每个螺栓所承受的水平载荷都相同，所以其承受的竖向载荷的大小需要与螺栓到中心线的距离成正比。②墙体左右的两端螺栓至承受了竖向载荷的影响，所以要确保每个螺栓的受力都均匀。③剪力墙内部的螺栓只承受了竖向的载荷，所以其受力的大小需要与螺栓和中心线的距离成正比。

轻钢--纤维水泥板--泡沫混凝土组合墙体的抗侧刚度与墙体的高度比呈现反比的关系，也就是墙体的高宽比越大，其墙体的抗侧刚度越小，如果墙体的高宽比越小，那么其抗侧的刚度就越大，随着墙体厚度的不断增加，组合墙体的整个抗侧刚度也在不断的增大，组合墙体的抗侧刚度与螺钉之间的间距也有直接的关系，如果螺钉的间距越小，其墙体的抗侧刚度也就会越大。这种新式组合墙面的设计，能够满足当前抗震防设的需求，且这种采用了轻钢--纤维水泥板--泡沫混凝土的组合墙为主要剪力墙的房屋，其性能较为突出，抗侧强度和抗剪承载力也较为优秀。

结束语

轻钢--纤维水泥板--泡沫混凝土是一种新式的墙体结构，其具有较为优秀的保温和隔热能力，实际运算过程中主要依靠等待拉杆法拉将整个组合墙简化成为一定的杆件模型，墙体纤维水泥覆面板为等效的受拉斜杆，墙体内部的泡沫混凝土以及部分的覆面板为等效的受压斜杆。在相关的弹性分析基础之上，能够结合实际数据得出相关墙体抗侧 刚度的理论计算公式和计算过程，还能够考虑到相关的计算应用关注点和相关的假设性问题。这不仅能够确保最终检测数据的准确性，还能够计算出该房屋是否已经满足了相关的抗震需求。

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