改性GLC硅质轻型墙板抗弯试验研究

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伴随着我国建筑工业化的发展,装配式建筑的发展与应用逐渐趋于成熟,各种有关装配式结构的创新研究层出不穷,而装配式墙体也是一大研究热点,尤其是以传统墙体与新型材料组合成的复合墙板成为一大发展趋势。本文中所研究的改性GLC硅质轻型墙板,是将普通GLC硅质轻型墙板中的耐碱玻纤网替换钢丝网或改变构造方式的一种新型复合墙板,其具有初试刚度大、抗裂性好等特点。复合墙板会因运输颠簸及吊装过程中受力产生初始裂缝,以及在高层建筑使用过程中会因风荷载等外力造成复合墙板产生受弯影响,因此对研究改性GLC硅质轻型墙板的抗弯性能对设计时提供理论依据具有重要的研究意义。本文设计了14块硅质轻型墙板,并对其进行了抗弯性能试验研究。将14块硅质轻型墙板分为7组,每组试件参数相同且进行相同试验,7组试件中,其中5组为改性GLC硅质轻型墙板,2组为普通硅质轻型墙板作为对照试验。通过分析不同增强材料、不同复合方式和增强材料距中和轴的距离的复合墙板在均布荷载作用下的破坏模式及裂缝发展情况,并根据试验结果分析了不同增强材料、不同复合方式的复合墙板的开裂承载力和极限承载力,给出了改性GLC硅质轻型墙板的抗弯开裂承载力公式和抗弯极限承载力公式。试验结果表明:(1)改性GLC硅质轻型墙板与普通GLC单层芯材硅质轻型墙板在均布荷载作用下,破坏模式均为弯曲破坏,且裂缝的发展情况也基本相同,这说明了用钢丝网代替耐碱玻纤网后,具有相似的抗弯性能。(2)用钢丝网代替耐碱玻纤网后,复合墙板的开裂承载了有了明显的提高,这说明了增强材料的替换,增强了试件的初始刚度,能够有效抑制裂缝开展。(3)通过对不同复合方式的试件对比发现,在增强材料相同的情况下,多层复合墙板比单层复合墙板的开裂荷载有着明显的提升,尤其是多层芯材改性GLC硅质轻型墙板的提升幅度更为明显,说明多层复合方式的应用改变了复合墙板的截面形式,使得复合墙板的惯性矩增大,从而提升了其开裂荷载。(4)通过对增强材料距中和轴的距离不同的试件对比发现,在增强材料和复合方式相同的条件下,仅改变增强材料距中和轴的距离对刚度和开裂承载力的影响不明显。(5)通过对各个试件极限承载力进行对比,发现在复合方式相同的情况下,改性GLC硅质轻型墙板对提高极限承载力的效果不明显,说明钢丝网与耐碱玻纤网提供的极限拉力几乎没有区别,在开裂承载力的提高方面效果较为显著。(6)通过对不同复合方式的试件对比发现,在增强材料相同的情况下,多层复合墙板与单层复合墙板的极限荷载相比没有明显的提升,说明复合墙板在破坏时,主要依靠最外层的材料提供拉力,内层的增强材料对提供的拉力值较小。(7)试件的破坏模式以弯曲破坏为主,在荷载施加初期,裂缝未开展阶段,试件处于弹性阶段,此时砂浆与发泡水泥芯材的结合性良好,两者能够很好的协同工作。随着荷载的不断增加,板底跨中受拉区位置首先出现横向裂缝,此时试件进入到弹塑性阶段,跨中挠度变化越来越明显。最终试件破坏时,板底及板侧裂缝主要分布于试件的1/4~3/4范围内,且裂缝以弯曲受拉裂缝为主。(8)根据理论分析与结合试验结果,给出改性GLC硅质轻型墙板的抗弯承载力计算公式与抗弯极限承载力计算公式,理论结果与试验结果吻合良好,为改性GLC硅质轻型墙板的设计提供了理论依据。(9)从整体抗弯性能分析,改性GLC硅质轻型墙板要优于普通GLC硅质轻型墙板,因此,在实际工程应用中推广使用改性GLC硅质轻型墙板,能获得更好的效益成果。
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