小径木组合墙骨剪力墙力学性能试验研究

提出一种机械连接小径木组合墙骨,并通过试验验证其用于轻型木框架剪力墙的可行性。进行了24片东北落叶松小径木组合墙骨剪力墙的抗侧性能试验,包括12片单调加载试验及12片低周往复加载试验,考查了小径木组合墙骨剪力墙的破坏模式、抗剪强度、割线刚度、极限位移、延性、抗力衰减系数等指标,并探究端墙骨及覆面板用材种类对墙体性能的影响。试验发现:小径木组合墙骨可部分替代规格材用于木骨架剪力墙中,并获得总体上相近的抗侧承载能力;端墙骨选用规格材或小径木组合墙骨所致整体性能差异较小;覆面板材料选取及布置方式对抗侧性能影响显著,双侧布置OSB板墙体承载力显著高于一侧布置石膏板、一侧布置OSB板墙体以及单侧布置OSB板墙体。     

两侧有覆面板的木结构剪力墙侧向变形计算

木材是与环境最和谐的一种建筑材料.木结构剪力墙是轻型木结构的主要竖向抗侧力构件,为了消防的需要,木结构剪力墙内侧常覆有防火石膏板,现在某些国家的木结构规范中已考虑石膏板对剪力墙承载力的有利影响.尽管有些国家的建筑规范中已给出了估算单侧木基结构面板覆面木结构剪力墙侧向变形的方法,但并不适合于两侧有覆面板的木结构剪力墙.研究将美国《统一建筑规范》中的4项变形公式进行扩展来预测一侧为木基结构面板覆面、另一侧为石膏板覆面木结构剪力墙的变形,所得公式预测值与试验结果对比较好.     

S350冷弯薄壁型钢龙骨式复合墙体抗震性能试验研究

对12面S350冷弯薄壁型钢龙骨式复合墙体试件进行抗剪试验研究。试件尺寸为宽2400mm、高3000mm;覆面板组合分为2组,分别为石膏板加OSB板、石膏板加带肋波纹钢板;加载方式包括水平单调加载和低周反复加载。试件共设计3种洞口形式,以研究开洞尺寸及位置对墙体抗剪性能的影响。试验结果表明:龙骨式复合墙体试件的破坏模式主要表现为石膏板的局部挤压碎裂、带肋波纹钢板的剪切屈曲和墙体边立柱脚部的屈曲。试验得到墙体试件在不同加载方式下的抗侧移刚度、抗剪承载力、位移延性系数和能量耗散系数等性能指标。最后,结合国内外研究成果,对龙骨式复合墙体考虑开洞因素的抗剪承载力分析方法进行研究。     

钢框架-轻木剪力墙混合结构抗震性能振动台试验研究

为研究钢框架-轻木剪力墙混合结构的抗震性能,设计了缩尺比为2/3的钢木混合结构模型,并对其进行了振动台试验。试验中选取汶川、Canterbury、El Centro和Kobe共4条地震波,并考虑多遇、设防和罕遇3个地震水准,相应的地震加速度峰值分别为0.14g、0.40g和0.80g。通过振动台试验获得了钢木混合结构的地震响应和破坏模式。结果表明：钢木混合结构在多遇地震作用下最大层间位移角为0.15%,罕遇地震作用下最大层间位移角为0.85%,均能满足规范对结构变形的要求;在试验过程中,结构的钢框架部分和钢木连接没有出现损伤,其主要破坏模式表现为轻木剪力墙面板钉节点的破坏,破坏部位主要位于墙体覆面板的边缘;多遇地震作用下,轻木剪力墙承担了结构地震剪力的55.1%以上,有效地提高了结构抗侧承载力;随着输入地震加速度峰值的增大,剪力墙刚度逐渐退化,其分担的地震剪力有所降低,但即使在罕遇地震作用下,轻木剪力墙分担剪力的比例仍能达到39.9%以上。     

冷弯型钢组合墙体抗侧刚度研究

对组合墙体抵抗水平剪力的变形特征进行了分析研究。首先将组合墙体的墙面板简化成斜向拉杆,采用等代拉杆法提出了组合墙体在弹性阶段的抗侧刚度计算公式及建议;其次通过对已有的单面石膏板、单面定向刨花板(OSB板)、一面石膏板另一面OSB板三类组合墙体抗剪试验结果的比较分析,验证了组合墙体抗侧刚度简化计算公式的正确性;最后在推导出的组合墙体抗侧刚度计算公式的基础上,分析了组合墙体高宽比、自攻螺钉间距以及墙面板厚度对组合墙体抗侧刚度的影响。研究结果表明：随着组合墙体高宽比的减小、边缘自攻螺钉加密、墙面板厚度的增加,     

小径木组合墙骨剪力墙力学性能试验研究

提出一种机械连接小径木组合墙骨,并通过试验验证其用于轻型木框架剪力墙的可行性.进行了24片东北落叶松小径木组合墙骨剪力墙的抗侧性能试验,包括12片单调加载试验及12片低周往复加载试验,考查了小径木组合墙骨剪力墙的破坏模式、抗剪强度、割线刚度、极限位移、延性、抗力衰减系数等指标,并探究端墙骨及覆面板用材种类对墙体性能的影...     

冷弯型钢骨架墙体抗侧移刚度计算方法研究

为了获得冷弯型钢骨架墙体抗侧移刚度实用计算公式,将墙体墙面板等效为拉压斜杆,并基于其他一些基本假定提出了冷弯型钢骨架墙体抗侧移刚度简化计算模型,在弹性分析的基础上得到了墙体抗侧移刚度理论计算公式,并结合试验数据和有限元分析结果进行了弹塑性修正,得到单面覆石膏板墙体、单面覆OSB板墙体、单面覆带肋钢板墙体在水平风荷载、水平多遇、水平罕遇地震作用下抗侧移刚度实用计算公式,墙体抗侧移刚度实用计算公式计算结果与试验、有限元分析结果吻合较好。同时,提供了冷弯型钢骨架墙体抗侧移刚度实用计算公式应用算例,以供设计参考。     

蒸压纤维水泥板覆面轻钢龙骨式复合墙体抗剪性能试验研究

为研究采用蒸压无石棉纤维素纤维水泥板(CCA板)覆面的轻钢龙骨式复合墙体的抗剪性能,进行了13片足尺墙体的水平单调加载和低周反复加载试验。试验结果表明,采用CCA板覆面轻钢龙骨式复合墙体的破坏主要表现为自攻螺钉连接处的CCA板拉裂或者螺钉拔出,最终CCA板失去传递剪力的能力而破坏,轻钢龙骨未发生明显破坏。基于试验结果,得到了各类CCA板覆面墙体的屈服荷载、最大荷载、破坏荷载以及位移延性系数等性能指标。最后,分析了CCA板厚度、密度以及加载方式对轻钢龙骨式复合墙体受剪性能的影响,并与OSB板、石膏板覆面墙体进行了比较。     

腹板加劲冷弯薄壁型钢立柱组合墙体压性能试验研究

为研究截面形式、腹板开孔和面板材料等因素对组合墙体轴压性能的影响,对墙柱形式为复杂卷边槽钢(S1截面)、腹板V形加劲复杂卷边槽钢(S2截面)和∑形复杂卷边槽钢(S3截面),覆面板为定向刨花板(OSB)和石膏板的10片冷弯薄壁型钢立柱组合墙体进行了轴压性能试验.试验结果表明,S1截面、S2截面、s3截面的组合墙体上覆OS...     

腹板加劲冷弯薄壁型钢立柱组合墙体轴压性能试验研究

为研究截面形式、腹板开孔和面板材料等因素对组合墙体轴压性能的影响,对墙柱形式为复杂卷边槽钢(S1截面)、腹板V形加劲复杂卷边槽钢(S2截面)和Σ形复杂卷边槽钢(S3截面),覆面板为定向刨花板(OSB)和石膏板的10片冷弯薄壁型钢立柱组合墙体进行了轴压性能试验。试验结果表明,S1截面、S2截面、S3截面的组合墙体上覆OSB板或石膏板时承载力之比分别为1∶1.36∶1.50和1∶1.34∶1.60;腹板加劲墙柱的主要失稳模式为畸变屈曲;与相同条件下无孔立柱组合墙体相比,腹板加劲有孔立柱组合墙体承载力下降约12.0%,非加劲墙体承载力下降1.6%。基于单根轴压构件的直接强度法开展了考虑墙板约束作用的组合墙体(有孔和无孔)轴压承载力计算方法研究,计算值与试验值的对比分析表明：以现有直接强度法为基础提出的墙体承载力计算方法对腹板非加劲立柱组合墙体的承载力预测较为准确,对腹板加劲立柱组合墙体承载力的预测偏不安全;考虑局部与畸变相关屈曲作用提出的承载力计算方法对腹板加劲立柱组合墙体承载力的预测值与试验值吻合良好。     

腹板加劲冷弯薄壁型钢立柱组合墙体轴压性能试验研究

为研究截面形式、腹板开孔和面板材料等因素对组合墙体轴压性能的影响,对墙柱形式为复杂卷边槽钢(S1截面)、腹板V形加劲复杂卷边槽钢(S2截面)和Σ形复杂卷边槽钢(S3截面),覆面板为定向刨花板(OSB)和石膏板的10片冷弯薄壁型钢立柱组合墙体进行了轴压性能试验。试验结果表明,S1截面、S2截面、S3截面的组合墙体上覆OSB板或石膏板时承载力之比分别为1∶1.36∶1.50和1∶1.34∶1.60;腹板加劲墙柱的主要失稳模式为畸变屈曲;与相同条件下无孔立柱组合墙体相比,腹板加劲有孔立柱组合墙体承载力下降约12.0%,非加劲墙体承载力下降1.6%。基于单根轴压构件的直接强度法开展了考虑墙板约束作用的组合墙体(有孔和无孔)轴压承载力计算方法研究,计算值与试验值的对比分析表明:以现有直接强度法为基础提出的墙体承载力计算方法对腹板非加劲立柱组合墙体的承载力预测较为准确,对腹板加劲立柱组合墙体承载力的预测偏不安全;考虑局部与畸变相关屈曲作用提出的承载力计算方法对腹板加劲立柱组合墙体承载力的预测值与试验值吻合良好。     

带刚性斜撑的冷弯薄壁型钢剪力墙抗侧性能试验研究

对3片足尺镁晶板覆面的带刚性斜撑的冷弯薄壁型钢剪力墙进行水平单调和低周往复加载试验,以测试该种冷弯薄壁型钢剪力墙的抗侧性能.通过试验观测了该种剪力墙的破坏过程,获得了墙体的单调荷载-位移曲线、滞回曲线及骨架曲线,并对结构的延性、耗能能力、抗剪承载力、刚度退化及破坏特征进行分析.试验结果表明:边柱屈曲后墙体的刚度迅速降低,墙板在接缝处以及边柱处逐渐与骨架分离,标志着试件发生破坏.在实际工程中,此种墙体应使用与边柱刚度相适配的抗拔件,采用整面覆板并加强接缝处及边柱上的螺钉连接.最后,将试验结果与其他文献中剪力墙的力学性能进行对比,结果表明,试验墙体在保证具有较高抗侧承载力的情况下仍具有较好的延性及耗能性能.     

带刚性斜撑的冷弯薄壁型钢剪力墙抗侧性能试验研究

对3片足尺镁晶板覆面的带刚性斜撑的冷弯薄壁型钢剪力墙进行水平单调和低周往复加载试验,以测试该种冷弯薄壁型钢剪力墙的抗侧性能.通过试验观测了该种剪力墙的破坏过程,获得了墙体的单调荷载-位移曲线、滞回曲线及骨架曲线,并对结构的延性、耗能能力、抗剪承载力、刚度退化及破坏特征进行分析.试验结果表明:边柱屈曲后墙体的刚度迅速降低,墙板在接缝处以及边柱处逐渐与骨架分离,标志着试件发生破坏.在实际工程中,此种墙体应使用与边柱刚度相适配的抗拔件,采用整面覆板并加强接缝处及边柱上的螺钉连接.最后,将试验结果与其他文献中剪力墙的力学性能进行对比,结果表明,试验墙体在保证具有较高抗侧承载力的情况下仍具有较好的延性及耗能性能.     

国产材料木框架墙体抗剪性能研究

以进口OSB板、国产胶合板、国产花旗龙板为墙面板,进口SPF和国产杉木为墙骨,设计制作5组木框架墙体试件,通过静力单向荷载试验和低周循环荷载试验测试木框架墙体抗剪性能,研究了不同材料组合对木框架墙体抗剪强度、弹性抗侧刚度、极限位移、耗能的影响.结果表明：采用国产胶合板的墙体具有良好的抗剪性能,可应用于剪力墙制作,而采用国产花旗龙板的墙体其抗剪性能较差,建议在实践中仅作为强度储备;采用国产杉木墙骨柱的墙体其抗剪性能稍劣于采用SPF墙骨柱的墙体;与标准墙相比,采用国产杉木和国产胶合板制作的墙体其抗剪性能明显降低.     

双片OSB覆面冷弯薄壁型钢墙体滞回性能研究

为了研究墙体构造对双片OSB覆面冷弯薄壁型钢墙体滞回性能的影响,进行了单调和低周反复荷载下6个冷弯薄壁型钢墙体的试验研究,分析了边梁、石膏板及副龙骨等参数对墙体抗剪承载力、滞回性能及延性的影响,试验结果表明：边梁的存在使墙体承载力提高了12%左右;内侧添加石膏板使组合墙的初始刚度提高了20%左右,但对延性比和极限承载力对应位移影响较小,说明试件荷载-位移曲线下降段的力学性能主要是依靠更强的OSB和冷弯型钢框架的连接;减小副龙骨的厚度和强度会降低组合墙的承载力、初始刚度及极限承载力对应位移。试件破坏集中在组合墙边立柱下部的1/3处、底部导轨及垂直板缝处,未见副龙骨局部屈曲破坏;试件破坏模式为螺钉左右倾斜并拔出OSB,组合墙角部出现螺钉剪断及OSB被撕裂。试件滞回曲线呈“捏缩”状,荷载-位移曲线下降段的承载力衰减和刚度退化明显,且耗能较低。     

冷弯薄壁型钢龙骨式剪力墙抗震性能简化及精细化数值模拟研究

龙骨式剪力墙作为冷弯薄壁型钢龙骨体系结构的主要抗侧力单元,其抗侧性能是由覆面板、龙骨骨架及其间的自攻螺钉连接的性能决定。建立了基于自攻螺钉连接性能的精细化的冷弯薄壁型钢龙骨式剪力墙的有限元数值模型,并将龙骨与覆面板自攻螺钉连接的恢复力模型引入到剪力墙数值模型中,进行了墙体抗震滞回性能的数值模拟分析。结果表明,计算所得龙骨式剪力墙的弹性刚度、承载力以及变形等特征参数与试验结果吻合较好,该模型能够较为准确地反映龙骨式剪力墙的抗震滞回性能。在此基础上,提出了龙骨式剪力墙数值模拟的简化方法,为房屋整体结构抗震性能的数值分析提供了支撑。     

S350冷弯薄壁型钢住宅足尺模型振动台试验研究

设计了两栋二层S350冷弯薄壁型钢龙骨体系住宅结构的足尺模型,其外墙覆面板分别采用OSB板和带肋波纹钢板,内墙覆面板均采用石膏板。分别对两个模型进行了振动台试验,试验选取3条实测地震波记录和1条人工合成波,加载工况按照峰值加速度的大小,从7度多遇到9度罕遇的烈度水平。试验结果表明,结构的破坏均发生在连接部位和墙板的局部区域,主要破坏模式表现为螺钉的脱落、石膏板的局部破裂、带肋波纹钢板的脱离以及模型底层墙体的交叉钢带屈服破坏,钢龙骨基本完好。在9度罕遇地震作用下,整体结构的水平刚度虽然有大的削弱,但建筑物无倒塌危险,表明采用此两种双面覆板构造复合墙体的模型结构在试验的地震烈度水平下能够符合我国抗震设防"大震不倒"的要求。建议在结构设计时要关注门、窗部位的局部加强和螺钉连接的可靠性。     

竹胶板覆面剪力墙中钉连接的承载性能试验研究

在竹胶板覆面剪力墙中,常规的圆钉、螺纹钉存在着连接强度低和不易钉入竹胶板的问题,严重影响了竹胶板与墙骨框架间的连接性能。文章尝试采用自攻螺钉作为竹胶板覆面钉连接的连接件,并通过6组竹胶板覆面钉连接试件和2组OSB板覆面钉连接试件的单调加载试验,探究面板材料、面板厚度、板端距和加载方向等参数对其力学性能的影响。研究结果表明,竹胶板覆面钉连接能有效避免钉帽穿透破坏,其极限承载力是OSB板覆面钉连接的两倍以上。竹胶板覆面钉连接在横纹加载时所表现出的极限承载力略高于顺纹加载时,但延性明显低于后者;竹胶板厚度和板端距的变化对竹胶板覆面钉连接力学性能的影响不大。采用了自攻螺钉的竹胶板覆面钉连接的弹性刚度和极限承载力约为采用普通圆钉、钢射钉时的4～5倍,表明采用自攻螺钉的连接方式将对竹胶板覆面剪力墙的抗侧力性能带来巨大提升。     

弯薄壁型钢结构住宅组合墙体抗剪承载力有限元分析

文章对水平单调加载方式下单面石膏板、单面OSB板、双面覆板(石膏板+OSB板)三类组合墙体的抗剪承载力进行有限元分析,研究墙架柱间距、自攻螺钉间距、蒙皮板等因素对组合墙体抗剪承载力的影响。分析结果表明:蒙皮板对墙体抗剪承载力影响显著;随着墙架柱间距缩小、自攻螺钉间距减小墙体抗剪承载力明显增加。     

冷弯型钢骨架墙体受剪承载力计算方法研究

为了获得冷弯型钢骨架墙体最大受剪承载力实用计算公式,提出了墙体在水平力作用下的两种可能破坏模式,即边立柱在抗拔连接件处的净截面破坏和墙体周边或墙板拼缝处大多数自攻螺钉连接破坏。根据墙体破坏模式提出了相应的最大受剪承载力计算模型,并结合试验数据和有限元结果,得到了单面覆石膏板墙体、单面覆OSB板墙体和单面覆带肋钢板墙体最大受剪承载力实用计算公式,公式计算结果同试验、有限元分析结果吻合较好。最后,给出了冷弯型钢骨架墙体受剪承载力实用计算公式应用算例,以供设计参考。