发泡混凝土是一种轻质高强,保温、耐久性能良好的建筑材料。由特定密度发泡混凝土土浇筑而成的预制填充墙板具有围护和保温一体化功能,墙板可实现工厂预制,现场装配式施工。在当前发展绿色节能建筑,推动装配式建筑的趋势下具有广阔的发展空间。本文在课题组发泡混凝土配合比研究成果的基础上,设计浇筑了适用于夏热冬冷地区满足65%节能率建筑的发泡混凝土预制填充外墙板,并以此为基础设计了适用于钢筋混凝土框架结构的发泡混凝土外墙自保温系统的相关构造。通过材料、墙板、结构体系三个层次的力学性能试验、有限元模拟和理论分析,为其设计和工程应用提供依据。本文首先在课题组发泡混凝土配合比研究成果的基础上,通过改变密度、调整配合比参数使材料立方体抗压强度和导热系数均控制在外填充墙板适用的范围内。通过该材料进行立方体抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验和棱柱体抗压弹性模量试验。了解材料基本力学性能参数,得到材料应力-应变本构关系。采用该密度发泡混凝土材料,设计了内部配置双向双层钢筋网片,两侧带灌浆凹槽的发泡混凝土预制填充墙板及相关生产工艺。对墙板进行抗弯承载力试验、抗冲击试验和吊挂力试验,并与《建筑用轻质隔墙条板》中墙板力学性能指标进行对比,结合理论分析和有限元模拟了解墙板基本力学性能。以发泡混凝土预制填充墙板为基础,设计了适用于钢筋混凝土框架的发泡混凝土外墙自保温体系相关构造。并设计了填充完整发泡混凝土墙板和带洞口发泡混凝土墙板的钢筋混凝土框架结构试件,进行水平荷载的低周反复试验,了解墙板在地震造成结构平面内水平位移作用下的受力破坏形态,及墙板对框架抗震性能的影响。在结构拟静力试验的基础上,通过发泡混凝土与砂浆的受拉粘结性能和剪切粘结性能试验得到用于ABAQUS接触设置的相关参数,并建立发泡混凝土外墙自保温体系的有限元模型,改变墙板厚度、墙板填充面积、墙板开洞面积等参数,进行有限元参数分析,进一步了解在平面内水平地震作用和平面外风荷载作用下墙板的受力破坏情况。综合以上试验数据和有限元模拟结果。研究墙板在施工阶段吊装工况、正常使用阶段风荷载作用下平面外抗弯承载力和挠度的理论计算方法,并计算得到墙板能承担的最大吊装动力系数和风荷载;研究在平面内水平地震作用下,墙板平面内抗弯抗剪承载力的计算方法,并计算墙板适用的最大地震烈度;拟合适用于本结构体系的等效斜撑模型计算公式和斜撑等效方法,用于指导结构抗震设计。本文的研宄成果不仅为适用于钢筋混凝土框架的发泡混凝土外墙自保温体系提供了可靠的设计和施工依据,同时对发泡混凝土预制填充墙板在绿色节能建筑、装配式建筑中更深层次的应用提供一定的参考。