墙体裂缝的存在对建筑的使用耐久性、结构稳定性和使用功能性都有很大的影响,尤其对一些有无缝、无菌、恒温等特殊要求的建筑来说,裂缝的存在会滋生细菌,破坏无菌环境,影响建筑的使用功能,因此该类建筑对墙体的抗裂要求比普通建筑更高。裂缝的形成原因中温度荷载是墙体产生裂缝的主要原因。因此本文以长沙市某框架结构细胞制备车间为工程背景,重点研究开洞框架填充墙在室温恒定、室外温度变化的过程中填充墙温度场、应变和温度应力的变化规律,确定洞口的最佳开洞参数。提出更加严格的裂缝防治措施并验证措施的防治效果。主要工作内容如下:(1)通过对国内外学者有关裂缝问题的研究现状进行总结,深入了解裂缝现状,总结裂缝的形成原因、分布位置、裂缝形式和大小,并对目前常用的框架结构填充墙裂缝防治措施进行归纳整理。发现温度荷载是填充墙产生裂缝的主要原因之一,裂缝在墙体上的位置主要集中在墙体四周;对于带洞口的墙体,裂缝则集中在洞口位置。(2)基于ABAQUS有限元计算软件,以框架结构带洞口填充墙为研究对象,确定相关材料的属性参数,并对有限元分析所涉及的热分析理论中温度场和温度应力的相关理论进行梳理,了解ABAQUS中关于温度应力分析计算的原理,然后按照操作步骤设置参数,建立有限元模型,并将模型与既有的试验进行拟合,验证模型的正确性以及参数设置的合理性。(3)研究开洞填充墙在内侧恒温外侧温度变化的过程中,墙体中温度场、塑性应变量和温度应力的分布情况,并研究随着开洞率的增大和开洞形状(洞口高宽比)变化,填充墙上温度场、塑性应变量以及温度应力的变化规律。发现在相同的环境温度下,墙体内外侧洞口结点的应力值大小随着开洞率的增加而减小,随着开洞形状(高宽比)的改变其应力大小依次是:1/2>1>1/4>2/1>3/1。因此建议针对高抗裂要求建筑的墙体在洞口设计时,建议开洞率在设计允许范围内取较大值,开洞形状的选择建议选取洞口高宽比为3/1。(4)提出在填充墙外侧设置保温板的方法来防止填充墙体上温度裂缝的产生。通过比选确定合适的保温方法和保温材料,结合长沙市某细胞制备车间实际工程,使用暖通软件计算分析,确定保温板的最高性价比厚度尺寸为70mm,以该尺寸建立模型,对应力结果进行对比分析,验证该措施的裂缝防治效果。通过模拟结果对比发现设置保温后,墙体上温度应力值发生明显减小。因此建议在实际高抗裂要求工程中,可以采取墙体外设置保温板的方法来防止裂缝产生,并建议保温板的厚度设置为70mm。(5)提出在填充墙灰缝内水平嵌筋的方法来防止墙体温度裂缝的产生。通过有限元软件计算结果,对比在嵌入钢筋前后墙体的应变和应力变化情况,验证嵌筋对填充墙裂缝防治的有效性,得到嵌筋后洞口四角的最大应变量由0.4mm减小至0.3mm,Mises应力值由0.916MPa减小至0.8MPa,Y向最大主应力从0.057MPa减小至0.036MPa。然后通过改变嵌入钢筋的直径和改变钢筋之间的间距,分别建立不同的模型来分析不同钢筋直径和钢筋间距对填充墙体裂缝的影响情况。发现使用不同直径的钢筋,同一结点应力值随着钢筋直径的增加而减小;使用相同直径的钢筋,墙体同一位置的应力值随着钢筋间距的减小而逐渐减小。因此建议在实际高抗裂要求工程中,可以考虑在墙体灰缝内嵌筋的方式来防止裂缝产生,并建议使用直径较大的钢筋且钢筋间距越小越好。本文的研究工作能为将来同类型高抗裂要求的恒温无菌建筑填充墙裂缝防治技术提供参考,减少由于墙体裂缝而产生的经济损失,具有深远的经济效益和社会意义。