新型房屋結(jié)構(gòu)層的實(shí)驗(yàn)研究

肖華榮

摘? ? 要：本文研究了新型房屋結(jié)構(gòu)層，并且測試了新型結(jié)構(gòu)面板的性能.實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明， 本文提出的新型房屋結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)具有良好的性能。與傳統(tǒng)的房屋結(jié)構(gòu)層相比較，我們可以發(fā)現(xiàn)新型的結(jié)構(gòu)層可以滿足現(xiàn)代房屋建筑的設(shè)計(jì)理念要求。此外，這種新型的結(jié)構(gòu)層還能適應(yīng)跨度和荷載的要求。因此，這是一種值得在目前建筑上推廣的新型結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：房屋;結(jié)構(gòu)層;隔熱層;性能;新型結(jié)構(gòu)

1? 引言

本文引入了玻璃纖維增強(qiáng)水泥這種建筑材料。這種材料是一種新型的具有良好韌性的材料。這種材料能防止裂紋的出現(xiàn)，因此它是一種很有特點(diǎn)的新型材料。在房屋建筑中， 這種新型材料可以應(yīng)用到很多方面，比如室內(nèi)裝修和建筑加固等方面。根據(jù)這種材料的特點(diǎn)，我們可以將它和防火保溫板結(jié)合起來，做成一種房屋的結(jié)構(gòu)層。防火保溫板材料具有優(yōu)秀的防火性，而且它的使用壽命非常的長。這樣設(shè)計(jì)出來的結(jié)構(gòu)層具有突出的保溫隔熱性能，而且這種結(jié)構(gòu)層的重量又非常的輕，幾乎不到傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)層重量的一半 ，因此經(jīng)濟(jì)耐用，環(huán)保高效。

2? ?新型結(jié)構(gòu)層的實(shí)驗(yàn)

房屋結(jié)構(gòu)層是是指房屋的稱重結(jié)構(gòu)部分，包括房屋的梁、柱、墻等主要承重構(gòu)件。

2.1? 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在本實(shí)驗(yàn)中，所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)層面板由兩層玻璃纖維增強(qiáng)水泥和一層防火保溫板組成，內(nèi)部加如適量的鋼筋結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)材料為普通硅酸鹽水泥和耐堿玻璃纖維。

新型結(jié)構(gòu)層所承受的荷載如表1所示。

2.2? ?實(shí)驗(yàn)方案

我們把結(jié)構(gòu)層的梁的兩端搭在支撐物上， 用百分表測量制作好的實(shí)驗(yàn)用件的尺寸形狀和位置誤差。 然后用磚頭進(jìn)行堆砌。此外，撓度、荷載、 裂縫分布、 裂縫寬度及承載力等數(shù)據(jù)追個(gè)進(jìn)行測量，然后記錄在案。本實(shí)驗(yàn)中，我們設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)層的荷載每平方米不超過7千牛。

2.3? ?實(shí)驗(yàn)過程

①增加荷載從0到短期效應(yīng)荷載;②繼續(xù)增加荷載至6千牛每平方米;③在荷載間靜止2min～3min;④觀測構(gòu)件開裂;⑤記載開裂荷載;⑥最終加載荷載至結(jié)構(gòu)破壞。

2.4? 實(shí)驗(yàn)分析

實(shí)驗(yàn)中，我們設(shè)計(jì)制作了三塊新型結(jié)構(gòu)層面板， 分別用A、B、C做標(biāo)記。它們的尺寸大小不一樣，但是采用了同樣的制作的材料。在實(shí)驗(yàn)過程中，我們從0荷載不斷的增加荷載力，最后結(jié)構(gòu)層面板被破壞。

由圖可知，在第一階段： 我們逐漸增加荷載，但沒有超過短期效應(yīng)荷載的荷載值。從結(jié)果中，我們發(fā)現(xiàn)我們設(shè)計(jì)制作三塊結(jié)構(gòu)層面板構(gòu)件的撓度不大，也可以說非常小。因此， 這種荷載力的增加具備一定的線性關(guān)系。而且，我們從結(jié)果分析中還發(fā)現(xiàn)所得撓度都不大于設(shè)定的檢驗(yàn)允許值。 然后，我們繼續(xù)增加相應(yīng)的荷載力，一直加載到設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)荷載值。這時(shí)， 我們沒有在新型結(jié)構(gòu)層面板構(gòu)件的表面發(fā)現(xiàn)開裂情況。 這樣，我們繼續(xù)增加荷載力，最后加載到設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)荷載力的 1.2倍。這時(shí)候，我們在所制作的所有新型結(jié)構(gòu)層面板構(gòu)件表面都發(fā)現(xiàn)了很多裂縫， 而且我們還發(fā)現(xiàn)了突發(fā)性的撓度增大和有著明顯變化的荷載值的情況。

由圖可知，在第二階段： 我們繼續(xù)增大荷載力， 然后，我們發(fā)現(xiàn)在所制作的所有新型結(jié)構(gòu)層面板構(gòu)件表面都很多新裂縫的出現(xiàn)，但是我們也發(fā)現(xiàn)原來存在的裂縫沒有得到繼續(xù)的發(fā)展。因此我們總結(jié)出了這種新型結(jié)構(gòu)層面板材料的特點(diǎn)：隨著又細(xì)又密的裂縫的出現(xiàn)，變形被不斷吸收掉。這種裂縫控制的優(yōu)良性能是以前傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)層材料所不具備的。 隨著荷載增加的繼續(xù)，我們把荷載力增加到設(shè)計(jì)值的1.75倍時(shí)， 我們測量到裂縫是0.05mm，測量到撓度平均值是達(dá)跨度值的0.0078.因此，新型結(jié)構(gòu)層面板構(gòu)件沒有收到任何破壞。我們需要繼續(xù)增加荷載力直到新型結(jié)構(gòu)層面板構(gòu)件被損壞為止。

在第三階段： 我們可以增加荷載一直到承載力檢驗(yàn)的標(biāo)志位置， 這樣我們就可以計(jì)算出此時(shí)的荷載力是設(shè)計(jì)荷載力的3倍。我們可以看到新型結(jié)構(gòu)層面板構(gòu)件發(fā)生斷裂現(xiàn)象，但是，新型結(jié)構(gòu)層面板構(gòu)件的內(nèi)部鋼筋沒有出現(xiàn)拉斷的現(xiàn)象。這種明顯的延性破壞性能是新型結(jié)構(gòu)層面板構(gòu)件所獨(dú)有的。

3? 新型結(jié)構(gòu)層材料數(shù)據(jù)分析

3.1? 抗裂性能分析

根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果，我們計(jì)算出三塊新型結(jié)構(gòu)層面板構(gòu)件實(shí)測開裂荷載和設(shè)計(jì)的檢驗(yàn)荷載值的比例， 比例值為1.2，正好滿足使用要求。隨著又細(xì)又密的裂縫的出現(xiàn)，變形被不斷吸收掉。裂縫間距大約0.45mm，最大裂縫1.45mm。 從出現(xiàn)裂縫至新型結(jié)構(gòu)層面板構(gòu)件被破壞掉這一過程，我們可以分析出這種裂縫控制的優(yōu)良性能是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)層構(gòu)件所不具備的。

3.2? ?新型結(jié)構(gòu)層的承載力

實(shí)驗(yàn)分析了新型結(jié)構(gòu)層被破壞后的形態(tài)，我們可以看到三個(gè)構(gòu)件裂縫及破壞現(xiàn)象基本相同， 都表現(xiàn)出了撓度和裂縫超過規(guī)定值以及纖維鋼筋拉斷的情況。 通過實(shí)際測量，破壞荷載遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了設(shè)計(jì)荷載甚至高達(dá)的3～4倍左右.因此，三塊新型結(jié)構(gòu)層面板構(gòu)件的設(shè)計(jì)滿足了規(guī)范的要求。

3.3? ?新型結(jié)構(gòu)層的剛度撓度分析

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，我們可以總結(jié)出三塊新型結(jié)構(gòu)層面板構(gòu)件在彈性階段的撓度不大。因此，三塊新型結(jié)構(gòu)層面板構(gòu)件的擾度和荷載力之間存在線性關(guān)系。三塊新型結(jié)構(gòu)層面板構(gòu)件在裂縫發(fā)展階段的撓度不斷地增加， 但增加的速率不快。當(dāng)三塊新型結(jié)構(gòu)層面板構(gòu)件被破壞時(shí)， 三塊新型結(jié)構(gòu)層面板構(gòu)件的撓度出現(xiàn)突然增大的情況。它們的撓度值和水平的延長幾乎相等，這就可以說明面這種裂縫控制的優(yōu)良性能是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)層構(gòu)件所不具備的。當(dāng)我們將極限荷載力作用于三塊新型結(jié)構(gòu)層面板構(gòu)件時(shí)， 三塊新型結(jié)構(gòu)層面板構(gòu)件表現(xiàn)出的良好延性性能使其能夠吸引建筑業(yè)的目光，對(duì)其未來的應(yīng)用推廣有著決定性的作用。

4? 結(jié)論

綜上所述，本文設(shè)計(jì)得新型房屋結(jié)構(gòu)層能夠很好的防止和控制在房屋建筑中出現(xiàn)的裂縫。 此外，如果在這種新型結(jié)構(gòu)層上添加適當(dāng)鋼筋，結(jié)構(gòu)層的荷載、剛度和撓度能力會(huì)大大提升，而且表現(xiàn)出極強(qiáng)的延展性能。因此，在今后的房屋建筑中，本文設(shè)計(jì)得新型房屋結(jié)構(gòu)層可以廣泛地應(yīng)用。

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