框架结构外围护墙膨胀珍珠岩板保温饰面层抗震性能试验研究

• 作 者: 王飞
• 出 处: 山东建筑大学
• 发表日期: 2020年10期
• 关键词: 外墙保温系统 抗震性能 框架结构 填充墙 膨胀珍珠岩 拟静力试验

随着国家社会经济的高速发展,我国能源消耗越来越高,其中建筑能耗尤为突出,因此我国对建筑节能提出了越来越高的要求。我国对建筑施工技术、新型保温材料的研究与应用、建筑节能规范的建立等做了大量的工作。由于建筑节能中极为重要的一部分是建筑围护结构,因此建筑围护结构保温技术的研究与应用日益加强。建筑围护结构保温作为一项不断发展的建筑技术,其安全性能必须引起高度重视,否则不但节能效果大打折扣,还会引起极大的安全隐患。国内外学者对外保温系统的多个方面包括防火、防水、裂缝及风压等问题,做了大量的研究工作,取得了一定成果,但对外保温系统的抗震性能研究甚少。而我国又是地震多发国家,在地震作用下,外保温系统会出现不同程度开裂及脱落,从而易引起地震次生危害。因此,对外墙保温系统的抗震性能研究十分重要。文章对具有填充墙和膨胀珍珠岩板保温饰面层的框架结构进行了拟静力试验,并与无填充墙的纯框架结构及仅砌筑填充墙体无保温层面层的框架结构进行对比分析,得到了填充墙体及外保温系统对框架结构的受力影响以及膨胀珍珠岩外保温系统在地震水平荷载下的破坏机理,通过试验研究得到以下结论及建议:1.框架结构砌筑填充墙及粘贴膨胀珍珠岩板保温饰面层后,在水平荷载作用下,其受力机理将发生明显的改变,不再是简单的框架结构受力形式。当水平荷载比较小时,框架与填充墙及外保温系统整体工作,其受力类似于剪力墙,框架边柱为剪力墙的约束端柱,填充墙承担较大剪力。框架的总体变形也不再是剪切型变形,而是与剪力墙受弯相类似的弯曲型变形。对于有填充墙而无保温饰面层的框架,当地震水平荷载作用较大时,填充墙块体破坏脱落。有保温饰面层的框架,粘贴保温饰面层后,对填充墙起到加强作用,饰面层与填充墙形成一个刚体,随着荷载增加,填充墙与框架梁柱脱开,成为框架的斜撑即框架变为有斜撑的框架结构。对于这种带斜撑的框架结构,水平荷载作用下框架柱将产生较大拉力,柱及梁柱节点抗剪承载力降低,宜发生破坏。当荷载达到一定值,斜撑破坏失效,受力模式又转化为框架结构。2.框架结构填充墙粘贴外保温系统后,在地震作用下,外保温系统使填充墙的整体性大大增强,拉结筋易被拔出,发生填充墙整体倒塌破坏。3.框架结构砌筑填充墙后,墙体与框架整体受力共同工作,刚度和承载力都会提高。填充墙块体强度越高、粘贴率越高,承载力提高幅度越大。4.框架结构砌筑填充墙及外加外保温系统后,其变形能力、延性及耗能能力均降低,对框架结构的抗震不利。建议实际工程中,填充墙与框架梁柱进行软连接,增强结构变形和耗能能力。5.膨胀珍珠岩保温板饰面层在地震荷载作用下,在填充墙角部饰面层受压易产生破坏脱落。填充墙与框架结构变形不一致,在填充墙与框架梁柱结合面处保温板受剪产生裂缝,粘贴在框架梁柱上的膨胀珍珠岩保温板饰面层地震时宜产生脱落,在梁柱上建议采用柔性保温材料。6.粘贴在填充墙上的膨胀珍珠岩外墙外保温饰面层,在地震作用下其破坏程度与粘贴率及粘贴方式关系不大,而粘贴在框架梁柱上的保温层抗震性与粘贴率有较大关系,宜采用满粘的方式。