In-Plane Shear Performance of Wood-Framed Drywall Sheathing Wall Systems under Cyclic Racking Loading

A pilot study was conducted at Penn State University to determine whether the type of drywall joint compound would influence the shear strength of wood-frame stud walls sheathed with Gypsum Wall Board (GWB or drywall). In this study, five 2438 mm by 2438 mm specimens were tested under in-plane cyclic racking loading following the CUREE loading protocol for light-frame wall systems. Three specimens were finished using non-cement based joint compound while the other two used cement based joint compound. Based on the experimental testing of the specimens, the results show that the use of cement based joint compound on drywall joints produces higher shear capacity for the wall system as compared to similar specimens finished with conventional non-cement based joint compound. The result of the study is particularly important for high seismic regions where interior stud walls in residential construction effectively take part in seismic resistance even though wood shear walls are normally used on exterior walls.

夹板剪力墙中U型抗拔锚固节点的承载性能

夹板剪力墙抗侧力性能优异,其抗侧刚度和承载力是普通轻木剪力墙的2~3倍。然而,夹板剪力墙中常用的三角形抗拔锚固件(hold⁃down)会使端部墙骨柱偏心受拉,并易在顶部螺栓孔处发生断裂,严重制约墙体抗侧承载能力。采用U型锚固连接件能很好解决该不利破坏。对采用了不同紧固件形式和数量的4组U型锚固件节点进行单调和低周往复加载试验,分析其破坏模式、荷载⁃位移曲线、初始刚度、极限承载力和延性系数,并基于GB 50005—2017《木结构设计标准》对其承载力和屈服模式进行理论计算和预测。研究结果表明,采用螺钉连接的U型hold⁃down节点(6SH、10SH)均表现为螺钉弯曲和拔出破坏,而采用3根和5根螺栓连接(3BH和5BH)的U型hold⁃down节点则分别表现为螺栓弯曲和墙骨断裂破坏。采用螺栓连接的U型hold⁃down节点刚度和极限承载力分别比采用螺钉连接的节点高81.5%和62.0%以上,但延性较后者低23.2%以上。采用3根螺栓连接的U型hold⁃down节点(3BH)充分利用了螺栓的屈服强度和弹塑性变形能力,综合性能表现最佳。基于GB 50005—2017能准确预测采用螺钉连接U型hold⁃down节点的屈服模式和承载力,但会低估32%~43%的螺栓连接U型hold⁃down节点承载力。研究得到的U型hold⁃down节点荷载⁃位移关系和力学性能指标可为后续的夹板剪力墙数值模拟研究提供关键数据。

隋唐·安得广厦千万间--漫步地震五千年(9)

隋唐时期的史载地震主要在关中地区,显现了秦岭南侧存在一条北西向的石泉—房县活动断裂带。地震活动和房屋抗震一直是社会关注的大事,以蓟县独乐寺为典型代表,重点介绍了唐代木结构建筑的抗震技术:地基坚固和均匀、木结构的隔震机制、筒体结构的强抗震性能、斗拱构件的阻尼系统,都对后世的技术发展产生了深刻影响。在现代建筑方面,介绍了地震区划的基本原则,分析了农村藏式民居的弱点和改进措施,讨论了城市建筑的3种抗震结构及今后的发展方向。

四川穿斗木构架房屋典型震害特征分析

在四川穿斗木构架房屋震害资料的基础上,对区域内的穿斗木构架房屋进行地震易损性评估,同时,通过梳理历史震例,归纳总结出穿斗木构架房屋的典型震害特征,旨在为提升四川穿斗木构架房屋的抗震性能提供建议和参考。

多种榫卯节点类型抗震性能数值模拟分析

传统木结构建筑越来越受到人们的喜爱,木结构建筑的需求量也在逐渐增加。在设计木结构建筑时,结构类型、节点类型等的选择是设计人员首要考虑的要素。为探究不同类型节点的抗震性能,本文通过ABAQUS有限元分析软件建立了燕尾榫节点模型,并进行数值模拟分析,明确了节点在受弯作用下的受力情况,并采用已有试验数据验证了该模型的准确性。在此基础上,采用相同方法建立了其它类型榫卯节点的模型。结果表明:直榫透榫型节点的抗弯承载能力较强,耗能能力较好,但刚度退化较严重;半榫型节点的抗弯承载能力较差,但刚度退化较弱;台阶型半榫节点的耗能能力最强,而直半榫节点较弱。

丽江石头城木结构传统村落火灾荷载统计与分析

为丰富中国木结构建筑传统村落火灾荷载的基础数据,以丽江石头城传统村落为调查对象,选择当地70户民居、18户客栈以及2栋办公建筑为样本,对村落木结构建筑火灾荷载种类、密度进行了调查。结果表明:民居类建筑的总体火灾荷载密度均值为2762 MJ/m^(2),客栈类建筑总体火灾荷载密度均值为3329.19 MJ/m^(2),办公类建筑火灾荷载密度均值为2608.15MJ/m^(2)。该地区的民居类建筑和客栈类建筑的火灾荷载密度均服从正态分布规律。

木承式彩色ETFE膜结构施工关键技术

中国天府农业博览园主展馆彩色ETFE膜的承载结构为木拱架,此种组合结构体系在国内外是首创。由于木拱架外形在空间上呈现为高次曲面,使得膜结构的次支撑构件尺寸变化各异。基于工程项目特点,针对16种颜色的膜片配色、构件参数化设计、数字化加工与膜体整体安装工艺等方面,对木承式彩色ETFE膜结构施工形成了一项关键技术,实现了各工序间的无缝衔接与高效建造。

四川传统木结构建筑营造技艺传承与保护研究

传统木结构建筑是中华文化的体现之一,对其营造技艺的传承与保护亦是对中华文化的传承与保护。四川传统木结构建筑数量庞大,类型丰富,但由于诸多原因,导致其营造技艺在当今逐渐封尘,对其营造技艺的传承与保护迫在眉睫。对四川传统木结构建筑的历史、营造技艺、价值以及其传承与保护的现状进行分析,从穿斗式建筑、干栏式建筑方面进行叙述,提出利用AHP方法,进行对其传承与保护的具体措施研究,解决了四川传统木结构建筑营造技艺难以传承、保护不佳的问题,具有一定的现实意义。

新疆乌什7.1级地震建筑震害调查与分析

对新疆乌什震区砖木结构、砖混结构和框架结构进行了震害调查,以“散、脆、偏、单”评估法分析建筑破坏与完好的原因。结果表明:缺乏圈梁构造柱的砖木、砖混结构存在“散”的缺陷,破坏极其严重,甚至倒塌,而具有完备构造措施的建筑因其“整”的特性表现较好。某砌筑填充墙框架建筑和内走廊教学楼因其各轴抗侧刚度均衡,具有“匀”的特性,遭受到强震作用依然破坏轻微。因此,该评估方法可以合理地解释乌什地震中建筑的震害现象,可将其应用于后续地震的震害评估中。

定型化拼装式铝框木塑早拆模架体系研究

常见的木模板和铝合金模板在施工过程中存在一些问题,而定型化拼装式铝框木塑早拆模架体系解决了木模板刚性差、易变性以及铝模板通用性不高、铝模导热快等缺陷。该面板比金属模板透气性好,结构面层气泡少,整体质量可达到免抹灰标准。结合早拆设计,选用不同材质的面板提高了模板的周转使用效率,故该体系适用性强。

粉尘爆炸载荷作用下钢框架结构动力响应分析

通过ANSYS/LS-DYNA软件进行非线性有限元分析,对不同温度和爆炸荷载作用下单层钢框架厂房结构柱跨中和梁柱节点的动力响应特性进行分析。模拟结果表明:木粉尘爆炸产生的高温和爆炸荷载作用下钢框架结构工业厂房边跨柱较中柱更易发生变形,当温度不低于500℃时,边跨角柱较边跨中柱更易发生弯曲变形;在粉尘爆炸产生的不低于500℃高温和不低于8.3×10^(4)Pa荷载作用下,单层钢框架厂房边跨角柱与梁的连接节点相较于边跨中柱与梁的连接节点更易产生竖向位移。

木丝水泥填充墙-RC框架抗震性能试验研究

为研究木丝水泥填充墙-钢筋混凝土(RC)框架的抗震性能和破坏机理,共制作五个试件进行低周反复试验,其中一个试件为普通砖填充墙-RC框架对比试件,两个试件为开窗洞的木丝水泥填充墙-RC框架,另外两个试件为添加玻璃纤维网格布的木丝水泥填充墙-RC框架,并分析试件的滞回曲线、骨架曲线、延性系数、耗能情况与刚度退化等指标。试验结果表明,木丝水泥填充墙-RC框架的抗震性能良好,刚度退化速度远小于普通砖填充墙-RC框架,耗能能力在试件开裂后超过普通砖填充墙-RC框架;在木丝水泥填充墙-RC框架上开窗洞后会削弱其承载力,但破坏时裂缝只是沿四个窗角分别向四个填充墙角扩展,最终形成“X”形裂缝,而木丝水泥填充墙-RC框架与混凝土之间的粘结面未被破坏,在木丝水泥填充墙-RC框架表面加入玻璃纤维网格布后可以减少墙面裂纹的产生,且提高了极限承载力和延性系数,并抑制了刚度的快速下降。

汶川地震村镇建筑结构震害调查与分析

汶川地震给四川地区特别是村镇地区造成了灾难性的破坏.介绍了四川村镇地区的主要建筑结构形式,及此次地震村镇建筑的震害特点,并对地震中村镇房屋的常见破坏形式进行了分析,提出了村镇建筑抗震方面的建议.通过本次村镇建筑震害调查分析发现:我国村镇建筑结构普遍缺乏必备的抗震构造措施,存在较大隐患,与村镇建筑相适应的实用抗震技术有待进一步系统化、规范化;村镇房屋建设还缺少完善的国家技术规范指导,村镇建筑抗震能力亟待进一步提高.

木结构建筑构件耐火性能试验研究

对木结构建筑构件进行一系列标准耐火试验,研究木结构建筑构件的耐火性能、破坏模式以及验证构件的耐火极限值。所测试的构件包括木构架墙体、木构架楼板与天花板吊顶,以及胶合木梁和木柱。研究结果表明,木结构建筑构件具有较好的耐火性能,能达到所要求的耐火极限。木构架墙体和楼板的耐火性能与石膏板的厚度和层数有关。截面尺寸较大的胶合木梁和木柱,因木材炭化速度慢,能保持1.0h以上的承载功能。试验结果为合理确定木结构的耐火性能提供了相关知识和数据。

轻型木结构剪力墙抗侧力性能试验与有限元分析

为研究国产钉连接轻型木结构剪力墙的抗侧力性能,对7组14片不同尺寸规格和构造的剪力墙进行了标准推力试验,并利用ABAQUS建立了剪力墙的有限元模型,对其工作性能进行分析.结果表明:钉连接失效是导致剪力墙破坏的主要原因;剪力墙的承载力和刚度与墙体宽度成正比;开洞剪力墙的承载性能均比宽度与洞口两侧墙肢总宽度相等的剪力墙高;石膏板对剪力墙的承载性能有显著提高作用.由试验和有限元分析结果拟合得到了预测剪力墙的荷载-位移曲线、极限承载力和刚度的经验公式.

木结构房屋中木楼板的振动及其适用性设计

木楼板是木结构居住建筑中最为常见的结构系统,又是一个与居住者有身体接触的系统。居住者自身或别人的活动行为会造成楼板振动,也会给居住者带来不适。全面总结木楼板振动适用性设计方法研究方面的进展,指出木楼板现行设计规范存在的问题和木楼板振动研究的发展方向,对构建我国木楼板振动适用性设计方法方面有重要意义。

中国现代木结构住宅未来发展之路

介绍我国现代木结构住宅的发展现状,详细分析制约我国木结构住宅发展的因素,在此基础上,总结和提出了我国未来木结构住宅发展的前景。

两层轻型木结构足尺房屋模型模拟地震振动台试验研究

轻型木结构房屋在既往的地震中表现出良好的抗震性能,同时也存在某些方面的不足。对一个两层、足尺、长宽高为6m×6m×6.3m的木框架房屋进行了67个工况的振动台试验,考虑了一层横墙的门洞宽度变化和结构平面布置不对称等研究参数。试验结果表明:在0.2g以下的地震中,模型处于弹性状态;在0.55g的地震中,即使经过多次重复地震,并且一层开洞率达到60%,模型结构仍然不会发生倒塌;结构布置不对称时,结构的加速度和位移反应均较对称结构强烈,并且存在明显的扭转效应。对称结构在0.1g、0.2g和0.4g的地震中,模型结构的最大层间位移角约为1/500、1/250和1/80。试验研究的结果表明,与模型结构类似的对称轻型木结构房屋能够满足我国建筑抗震设计规范(GB50011-2001)中的8度抗震设防要求。

覆面板钉连接的承载性能试验研究

通过对60个采用国产圆钉制作的轻型木结构覆面板钉连接试件进行单调加载和单向反复加载试验,研究了钉连接的刚度退化和承载力变化规律.试验结果表明,除个别试件的覆面板断裂破坏外,绝大部分钉连接试件皆以M-c1屈服模式破坏,符合欧洲木结构设计规范钉连接计算对应的屈服模式;覆面板主方向与规格材木纹夹角对钉连接的承载性能有一定影响,但这种影响随试件放置时间的增长而减小;试件放置时间增长导致钉连接承载力和刚度下降;单向反复加载使钉连接刚度退化,而承载力略有提高,但随着反复加载次数的增加,两者都趋于稳定.通过对试验数据统计分析,得到了考虑退化的钉连接刚度计算公式.

轻型木结构房屋足尺模型低周反复加载试验研究

通过9个轻型木结构房屋足尺模型(墙角无抗拔锚固件)和1个单片木框架剪力墙的低周反复加载试验,研究整体轻型木结构房屋中底层墙体的破坏模式及抗剪强度、位移、刚度、延性和耗能等力学性能指标。试验表明:在水平荷载作用下整体房屋中的墙体破坏主要发生在钉连接处,墙骨柱上拔较小,墙体的极限承载力约为设计值的2.6至3倍;整体结构中上部墙体和竖向荷载的共同作用虽能提高底层墙体的刚度,但同时也降低了其极限位移与屈服位移,使其耗能性能变差。单片墙体试验结果与整体结构中的墙体试验结果有较大区别,研究结果表明:房屋的整体作用不仅可以有效限制墙骨柱的上拔,还能提高墙体的极限承载力,并能使其更好地发挥抗震性能。建议在设计中考虑房屋的整体作用,减少抗拔锚固件的设置。