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。

轻钢龙骨式复合墙体受剪性能的OpenSees模拟及高宽比影响换算方法研究

轻钢龙骨式复合墙体是冷弯薄壁型钢结构的主要抗侧力构件,为实现复合墙体的高效有限元建模和受力性能分析,采用OpenSees有限元软件,通过基于连接件的建模方法,建立了具有代表性的墙体精细化模型。对比不同覆面板材料(纸面石膏板、OSB板、波纹钢板)、不开洞与开洞等多类墙体的足尺试验结果,模拟结果与试验数据吻合度较高,屈服荷载和峰值荷载的比值均在0.9~1.1之间,验证了建模流程和方法的正确性,同时证明了波纹钢板等效建模为正交异性平板的合理性。基于所提建模方法,分析了墙体自攻螺钉群的受力分布差异和覆面板材料的影响规律,结果表明:角部自攻螺钉连接受力较大,最先发生破坏;覆面板弹性模量与墙体变形能力呈负相关关系。考虑宽度变化和高度变化两种情况,进行参数化建模和分析,提出了不同高宽比轻钢龙骨式复合墙体的荷载-位移曲线换算方法,可用于墙体宏观等效单元的建模和力学性能计算。