第 1 章 绪论
1.1 本课题研究背景和意义
与传统的建筑结构相比，装配式建筑具有：构件设计标准化，预制生产工厂化；预制构件现场装配连接可靠，施工效率高不受气候影响；节能环保，符合绿色建筑的要求；是一种推进住宅工业化、现代化的理想建筑。
国务院在 2016 年政府工作报告中提出，积极推广绿色建筑和建材，大力发展钢结构和装配式建筑，提高建筑技术水平和工程质量。2016 年国务院办公厅印发了：《关于大力发展装配式建筑的指导意见》[1]、《国务院办公厅关于促进建筑业持续健康发展的意见》[2]；目的全面推进装配式建筑发展。
2017 年，住房城乡建设部发布国家标准《装配式混凝土建筑技术标准》[3]、《装配式钢结构建筑技术标准》[4]、《装配式木结构建筑技术标准》[5]，并在 2017年 6 月 1 日起开始实施，为装配式建筑的迅速发展与广泛应用提供了技术支持。
自 2016 年以来，我国力推装配式建筑的发展，国家与各地方政府频繁出台相关促进政策，对绿色建筑和装配式建筑加大支持与推广力度，打开了装配式建筑行业的市场空间。
随着国家大力推进装配式建筑和实施建筑节能及推广绿色施工方式，轻钢结构建筑与预制混凝土结构建筑的应用日益广泛，其中轻钢龙骨复合墙体作为外围护墙体凭借其轻质高强、施工装配化程度高等优点，广泛应用于装配式建筑领域。
轻钢龙骨复合墙体是以冷弯薄壁型钢作为整体骨架，外侧安装覆面板，内部填充保温隔热材料，所组成的一种新型轻质围护墙体。冷弯薄壁型钢是轻钢龙骨围护墙体的主要构件，过去是由碳素钢板经冷弯工艺制成；经过现在生产工艺与科学技术的进步，可使用智能极光切割机器将整张镀锌钢板切割出所需尺寸，标记上折弯点，然后由折板机器直接折成各种形状的轻钢龙骨；具有更精准细致的生产工艺，更高效快捷的加工效率。由于生产工艺的快速进步，使轻钢龙骨整体壁厚做的更加轻薄，能保证在满足承载能力的前提下，减轻整个构件的结构重量，节约用钢量。一般常见的轻钢龙骨腹板高度有 100、120、150、200、205mm，龙骨壁厚为 0.4~2.4mm。
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1.2 轻钢龙骨墙体国内外应用与研究现状
1.2.1 国外应用与研究现状
2004 年，葡萄牙里斯本理工大学的 N.Silvestre 和 D.Camotim[6]推导了基于广义梁理论 GET 的解析公式，给出了 C 型及 Z 型截面冷弯薄壁型钢构件受均布荷载、纯弯曲或者两者组合的临界变形长度比值和分向应力合力的估算。在 GBT 基本原理与线性稳定性分析方法的基础上，对畸变屈曲公式推导中主要步骤与涉及的概念进行了描述与讨论；基于 GBT 方法对 C 型及 Z 型截面冷弯薄壁型钢构件的畸变屈曲有关的新现象进行了评述。
2006 年，美国的 Azam Mohiuddin Syed 和 Jan Kosny[7]使用 ASHRZE 计算方法对木结构墙体与轻钢结构墙体中龙骨所占比重对墙体传热性能的影响，通过研究对比，发现随着墙体内龙骨数量增多所在比重增加，会导致墙体的热桥效应更加显著，墙体保温性能大幅度降低。
2007 年 Jan Kosny 和 David Yarbrough 等[8]研究了木结构墙体与轻钢结构墙体中龙骨数量对墙体传热性能的影响，对木结构和轻钢结构墙体中不同结构形式的传热性能进行了热工试验与数值分析；得出墙体内龙骨数量的增多会使墙体热阻明显降低；墙体内龙骨所占比重相同，位置布置不同时，墙体的传热系数也不相同。
2010 年，
Jan Kosny 和 Kaushik Biswas 等[9]通过防护热箱法对外贴玻璃纤维隔热层的轻钢龙骨墙体与外贴苯板的轻钢龙骨墙体进行了传热试验。对木结构墙体和轻钢龙骨墙体进行了有限元分析，评价了不同结构墙体的稳态传热性能。
2010 年，法国的 Laurent Zalewski 和 Stephane Lassue 等[10]学者对有龙骨框架，填充保温材料，外包隔汽层安装覆面板的实际工程应用的轻钢龙骨复合墙体的热桥效应进行了研究，介绍了用于热桥效应可视化的红外线成像方法，以及使用梯度热流计在试验中现场测量热量损失。根据试验结果，提出了一种直接准确的有限元分析方法。
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第 2 章 断桥式轻钢龙骨复合墙体抗弯性能试验试件的设计
2.1 断桥式轻钢龙骨墙体抗弯承载力计算
墙体单元分析模型，选取轻钢龙骨墙体在工程实例中常用参数竖龙骨间距600mm 作为一个基本的墙体长度单元。实际工程中墙体内嵌或外挂于框架梁上，与柱连接较弱，其受力与均布面荷载作用下两边简支、两边自由的单向板相似。因而对于在均布面荷载作用下的不设门窗洞口的标准轻钢龙骨外围护墙体，可截取如图 2-1 所示的墙板单元进行力学分析，该墙板单元上、下两边为简支，左、右两边为对称边界，受均布面荷载作用，称为墙体标准单元。墙体标准单元所受均布荷载由覆面板传递到龙骨上，由单根龙骨承担。
依据我国《冷弯薄壁型钢多层住宅技术标准》JGJ /T 421-2018[26]轻钢龙骨墙体常用墙体厚度范围，结合满足吉林省长春市地区建筑节能传热系数的限值要求确定本次试验轻钢龙骨腹板高度为 200mm；并根据《冷弯薄壁型钢多层住宅技术标准》JGJ /T 421-2018[26]的规定，依次确定龙骨的翼缘宽度为 40mm、卷边宽度为15mm 和龙骨壁厚为 1mm。
2.2 断桥式轻钢龙骨抗弯试验
2.2.1试件制作
依据《冷弯薄壁型钢多层住宅技术标准》JGJ /T 421-2018[26]对轻钢龙骨墙体墙体的厚度规定，结合满足吉林省长春市地区建筑热工性能的限值要求，来确定试验试件轻钢龙骨腹板高度为 200mm，并根据《冷弯薄壁型钢多层住宅技术标准》JGJ /T 421-2018[26]的规定，依次确定龙骨的翼缘宽度为 40mm、卷边宽度为 15mm和龙骨壁厚为 1mm。
试验中的断桥式轻钢龙骨试件截面尺寸如图 3-1 所示，所有试件龙骨腹板高度均为 200mm，翼缘 40mm，卷边 15mm，PVC 板材的两端开槽深度均为 10mm。通过改变 PVC 型材的截面尺寸来控制龙骨腹板中间的断桥距离（镀锌钢板的高度同时改变），具体试件参数见表 3-1。
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第 3 章 断桥式轻钢龙骨抗弯性能试验研究 ..............................15
3.1 断桥式轻钢龙骨抗弯试验 .....................................15
3.1.1 试件制作 .......................................15
3.1.2 测量方案 .............................................18
第 4 章 断桥式轻钢龙骨复合墙板抗弯性能试验研究 ......................38
4.1 断桥式轻钢龙骨复合墙板抗弯试验 ..................................38
.1.1 试件制作 .................................38
4.1.2 测量方案 .................................40
第 5 章 断桥式轻钢龙骨外墙板传热性能试验研究 ........................53
5.1 断桥式轻钢龙骨外墙板传热性能试验 ...................................53
5.1.1 试件制作 .....................................54
5.1.2 测点布置方案 ..........................................56
第 5 章 断桥式轻钢龙骨外墙板传热性能试验研究
5.1 断桥式轻钢龙骨外墙板传热性能试验
按照《绝热稳态传热性质的测定标定和防护热箱法》GB/T13475-2008[32]提供的试验方法，如图 5-1、图 5-2 所示，稳态热箱设备基于稳态传热原理，试验时将试件置于冷箱和热箱之间，冷箱模拟墙体试件低温侧，热箱模拟墙体试件高温侧。按照《民用建筑热工设计规范》GB50176-2016[33]中吉林省长春市的采暖室外计算温度-23℃，室内计算温度 18℃；对冷箱、热箱进行稳态环境温度设定，墙体达到稳态传热时，测定冷、热箱环境温度，并记录热箱在稳态时消耗的平均电功率即可推算出试件的传热系数。
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第 6 章 结论与展望
6.1 主要工作
主要对断桥式轻钢复合外墙板理论设计计算、抗弯性能试验研究、传热性能试验研究以及断桥式轻钢龙骨抗弯性能试验研究。主要工作如下：
（1）据材料力学、钢结构等理论知识、查阅相关规范、参考研究文献、实际工厂调研等，设计出断桥式轻钢龙骨的截面尺寸，通过《建筑结构荷载规范》GB5009-2012 确定吉林省 100m 高度的风荷载设计值，并根据《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002 受弯构件计算公式对断桥式轻钢龙骨进行了抗弯承载力的设计计算。
（2）为研究断桥式轻钢龙骨抗弯性能影响因素，对两种 PVC 材料、四种截面参数的断桥式轻钢龙骨进行抗弯性能试验研究，同时进行与 C 型轻钢龙骨抗弯性能对比试验。通过试验结果对比 C 型轻钢龙骨的抗弯承载力与抗弯刚度，分析了断桥式轻钢龙骨的抗弯性能。
（3）为研究断桥式轻钢龙骨围护外墙板的抗弯性能，参照《建筑结构保温复合板》 JG/T432-2014 提供的墙体抗弯承载力试验方法设计了断桥式轻钢龙骨墙体的抗弯性能试验，同时进行与 C 型轻钢龙骨墙体抗弯性能的对比试验。通过抗弯试验研究墙体变形及破坏模式，绘制荷载-跨中位移曲线，对比 C 型轻钢龙骨墙体抗弯承载力及抗弯刚度，分析了断桥式轻钢龙骨的抗弯性能。
（4）根据《绝热稳态传热性质的测定标定和防护热箱法》GB/T13475-2008，设计并完成断桥式轻钢龙骨围护外墙板的传热性能试验研究；同时进行与传统 C型轻钢龙骨围护外墙板传热性能的对比试验研究。通过试验量测墙体覆面板表面温度场、龙骨沿腹板高度温度分布以探求断桥式轻钢龙骨的断桥阻热效果，对比传统 C 型轻钢龙骨围护外墙板的传热系数和墙体表面温度场，评价断桥式轻钢龙骨墙体的热工性能。
参考文献（略）