图4-1 剪力墙结构示意图
笔者在经过多年学术研究、试点工程应用以及与相关钢结构施工企业的合作之后，在现有研究成果和国内外最新相关研究成果的基础上，提出了一种工业化秸秆板轻钢发泡混凝土剪力墙结构。这种墙体是在工厂内以纵向C型冲孔冷弯薄壁型钢为主体骨架，以固定于骨架内外侧上的免拆除横向纤维秸秆板为覆盖材料，形成墙体空腔，然后向空腔内灌注高强发泡混凝土，发泡混凝土硬化后与骨架面板一起，形成完整一体的复合剪力墙。该剪力墙结构是在现场通过连接件将上述墙体逐层组装成三维空间结构，并在内外墙和上下层墙体连接处二次灌注高强发泡混凝土形成整体式空间剪力墙结构。图4-1是该剪力墙结构示意图；图4-2是该剪力墙剖面示意图。
图4-2 剪力墙剖面示意图
在该剪力墙系统内部结构中，纵向C型冲孔冷弯薄壁型钢龙骨发挥的作用是纵向支撑及面板的连接，各部分均通过轻钢龙骨组合为一体。秸秆板具有以下作用：一是起到剪力墙的横向支撑作用，与轻钢龙骨的纵向支撑相结合，使墙体成为一个稳定而坚固的力学结构；二是保护了墙体空腔内的发泡混凝土，避免墙体承受荷载时发泡混凝土被严重挤压破碎，使得发泡混凝土的作用充分发挥，提高了剪力墙的整体承载性能；三是赋予墙体表面具有良好的平整度，使墙体表面免去粉刷作业，直接进行装修层施工；四是起到模板作用，实现墙体免拆模板，减少施工工序，加快施工进度。轻质高强发泡混凝土作为剪力墙的芯层，不仅与轻钢和秸秆共同承受各种荷载和作用，而且起到保温隔热和隔声降噪的作用，是墙体的重要组成部分。总之，三者可以实现优势互补，劣势互克，共同发挥作用，实现剪力墙具有优良的综合性能。
剪力墙结构主要采用秸秆板、发泡混凝土和冷弯薄壁型钢等材料。其中秸秆板材是以洁净的天然稻草或麦草为主要原料，无任何添加剂，经加热挤压成型，外表粘贴面纸而成的普通纸面草板。这种秸秆板内部为许多整根稻草或麦秸秆单向通过机械压缩成型。当剪力墙表面覆盖此板材时，秸秆板内部的整根稻草或麦秸秆成水平方向。从板材受力机理上可以看出，秸秆板属于单向板，其作用为相当于普通混凝土剪力墙中的水平钢筋作用，对剪力墙的抗剪性能起到重要作用。另外，此秸秆板具有良好的保温隔热性能，其导热系数仅为0.108W/（m·K），远低于红砖、混凝土、加气混凝土。秸秆板的使用相当于给剪力墙披上了“绿色的外衣”。对剪力墙而言，秸秆板不仅起到承受水平荷载的作用，提高剪力墙的抗剪性能，而且可减少墙体厚度，有效增加使用面积，还可保温隔热，降低采暖能耗，有利于现代建筑节能。(www.xing528.com)
另外，秸秆板轻钢发泡混凝土剪力墙结构所采用的发泡混凝土，是笔者带领的科研团队通过对发泡混凝土的制作原理、材料类型和用量对其强度的影响程度研究，研发出新的发泡混凝土的配合比和施工工艺，使得发泡混凝土密度为600kg/m3时强度约为4MPa， 1000kg/m3时强度约为10MPa，同时其密度为600kg/m3时导热系数为0.14W/（m·K），小于国家规定的导热系数为0.19W/（m·K）。根据《泡沫混凝土》（JGT266—2011）规范规定，研发的轻质高强发泡混凝土，在干密度等级为A06时，其抗压强度比普通发泡混凝土提高了3倍左右。表4-1是《泡沫混凝土》（JGT266—2011）规范规定的发泡混凝土干密度等级与强度的大致关系。表4-2是《泡沫混凝土》（JGT266—2011）规范规定的发泡混凝土干密度等级与导热系数的关系。
表4-1 发泡混凝土干密度等级与强度的大致关系
表4-2 发泡混凝土干密度等级与导热系数的关系
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