理论计算分析：钢筋混凝土内置保温层组合剪力墙成果

（1）理想条件下组合剪力墙的传热系数。

将钢筋混凝土内置保温层组合剪力墙看作由钢筋混凝土承重墙、保温层和混凝土保护层组成的围护结构平壁，且各层均视作匀质材料层，则组合剪力墙的热阻可基于导热系数的串联模型，按式（3.35）计算［39］

式中：R为组合剪力墙材料层的热阻，［（m2·K）／W）］；R1、R2、R3分别为混凝土保护层、保温层和钢筋混凝土承重墙的热阻，［（m2·K）／W］；δ1、δ2、δ3分别为混凝土保护层、保温层和钢筋混凝土承重墙的厚度，m；λ1、λ2、λ3分别为混凝土保护层、保温层和钢筋混凝土承重墙的导热系数，W／（m·K）。

组合剪力墙的传热阻，按式（3.36）计算

式中：R0为组合剪力墙的传热阻，（m2·K）／W；Ri、Re分别为组合剪力墙内表面和外表面的换热阻，（m2·K）／W。

组合剪力墙的传热系数K，按式（3.37）计算

根据本章3.2节和3.3节的测试结果，取混凝土保护层的导热系数为1.369W／（m·K），钢筋混凝土承重墙的导热系数为1.682W／（m·K）。根据《民用建筑热工设计规范》（GB　50176—93）规定［39］，XPS保温板的导热系数为0.029W／（m·K），表面平整的墙面内表面换热阻为0.11（m2·K）／W，外表面换热阻为0.04（m2·K）／W。

对于3.4.1节所述组合剪力墙试件，在不考试验过程的热桥影响时，

由式（3.35）可得，R＝0.05／1.369+0.05／0.029+0.20／1.682＝1.88（m2·K）／W

由式（3.36）可得，R0＝0.11+1.88+0.04＝2.03（m2·K）／W

由式（3.37）可得，K＝1／2.03＝0.493W／（m2·K）

（2）考虑试验热桥影响对组合剪力墙的传热系数的修正。

组合剪力墙受周边热桥的影响，其平均传热系数按式（3.38）计算［40］

式中：Km为组合剪力墙的平均传热系数，W／（m2·K）；Kp为组合剪力墙主体部位的传热系数，W／（m2·K）；Kb1、Kb2、Kb3为组合剪力墙周边热桥部位的传热系数，W／（m2·K）；Fp为组合剪力墙主体部位的面积，m2；Fb1、Fb2、Fb3为组合剪力墙周边热桥部位的面积，m2。

1）RCCW11和RCCW12试件。

RCCW11和RCCW12试件在进行试验时，周边热桥主要有试件下部覆盖住保温板的混凝土、支模时留下的6个孔道（中间用水泥砂浆填充）、安装试件时留下的两个混凝土支座以及穿过保温板的钢丝网架。其热桥影响计算如下：

根据《民用建筑热工设计规范》（GB　50176—93）规定［39］，水泥砂浆导热系数为0.93W／（m·K），钢材的导热系数为58.2W／（m·K）。

①试件四周覆盖住保温板的混凝土的传热系数Kb1：

试件四周覆盖住保温板的混凝土的影响面积Fb1（仅下部）

②安装试件时留下的两个混凝土支座的传热系数Kb2：

安装试件时留下的两个混凝土支座的影响面积Fb2：

③面钢丝网架的传热系数Kb3：

由于钢丝网架在混凝土内，故不存在表面换热

双面钢丝网架的影响面积Fb3：

在周边热桥影响下，试件的平均传热系数为：

因此，本试件周边热桥对试件的影响为

计算热桥所占总传热系数的百分比0.277／0.77＝36.0%

2）RCCW21试件。

RCCW21试件在进行试验时，周边热桥主要有试件下部覆盖住保温板的混凝土、支模时留下的6个孔道（中间用水泥砂浆填充）、安装试件时留下的两个混凝土支座以及穿过保温板的连接钢筋。其热桥影响计算如下：

①试件四周覆盖住保温板的混凝土的传热系数Kb1：

试件四周覆盖住保温板的混凝土的影响面积Fb1（仅下部）(www.xing528.com)

②安装试件时留下的两个混凝土支座的传热系数Kb2：

安装试件时留下的两个混凝土支座的影响面积Fb2：

支模时留下的6个孔道影响面积很小，忽略不计。

在周边热桥影响下，试件的平均传热系数为：

因此，本试件周边热桥对试件的影响为

计算热桥所占总传热系数的百分比0.055／0.548＝10.0%

3）RCCW22试件。

RCCW22试件在进行试验时，周边热桥主要有试件四周覆盖住保温板的混凝土、支模时留下的6个孔道（中间用水泥砂浆填充）、安装试件时留下的两个混凝土支座。其热桥影响计算如下：

①试件四周覆盖住保温板的混凝土的传热系数Kb1：

试件四周覆盖住保温板的混凝土的影响面积Fb1（四周）

②装试件时留下的两个混凝土支座的传热系数Kb2：

安装试件时留下的两个混凝土支座的影响面积Fb2：

支模时留下的6个孔道影响面积很小，忽略不计。

在周边热桥影响下，试件的平均传热系数为：

因此，本试件周边热桥对试件的影响为

计算热桥所占总传热系数的百分比0.21／0.703＝29.9%

4）RCCW31和RCCW32试件。

RCCW31和RCCW32试件在进行试验时，周边热桥主要有安装试件时留下的两个混凝土支座、试件中起连接作用的4根方形钢管以及钢管中填充的水泥砂浆。其热桥影响计算如下：

①试件四周覆盖住保温板的混凝土的传热系数Kb1：

试件四周覆盖住保温板的混凝土的影响面积Fb1（仅下部）

②装试件时留下的两个混凝土支座的传热系数Kb2：

安装试件时留下的两个混凝土支座的影响面积Fb2

③4根方形钢管中水泥砂浆的传热系数Kb3：

4根方形钢管中水泥砂浆的影响面积Fb3：

④4根方形钢管的传热系数Kb4

4根方形钢管的影响面积Fb4：

支模时留下的6个孔道影响面积很小，忽略不计。

在周边热桥影响下，试件的平均传热系数为：

因此，本试件周边热桥对试件的影响为

计算热桥所占总传热系数的百分比0.081／0.574＝14.1%